X熒光光譜儀作為元素分析的重要工具,其核心部件,探測(cè)器,對(duì)檢測(cè)效果和可檢測(cè)元素范圍有著關(guān)鍵影響。不同類型的探測(cè)器,在性能和應(yīng)用上各有特點(diǎn)。
流氣式正比計(jì)數(shù)器是常用探測(cè)器之一。它主要用來(lái)探測(cè)波長(zhǎng)在0.2—1.5nm的X射線,能量分辨率僅次于半導(dǎo)體探測(cè)器,對(duì)FeKaⅠ線的分辨率可達(dá)10%—20%。這種探測(cè)器適用于輕元素的分析,在快速測(cè)量和低成本應(yīng)用場(chǎng)景中表現(xiàn)出色。不過(guò),其窗口較薄容易破裂,需要定期維護(hù)氣體系統(tǒng),以確保氣體密度恒定和X射線吸收的一致性。
閃爍計(jì)數(shù)器則主要用于探測(cè)波長(zhǎng)在0.01—0.3nm的X射線,可記錄高達(dá)10?—10?cps的計(jì)數(shù)。它對(duì)高能量的X射線具有較好的吸收能力,但對(duì)6keV以下的低能量X射線探測(cè)效率較差。因此,常與流氣式正比計(jì)數(shù)器串聯(lián)使用,低能量的軟X射線由流氣式正比計(jì)數(shù)器接收,未接收的能量較高的硬X射線由閃爍計(jì)數(shù)器接收,從而提高測(cè)定鉻至銅之間元素的計(jì)數(shù)強(qiáng)度。然而,閃爍計(jì)數(shù)器的光電倍增管較為脆弱,容易受到高壓損壞且無(wú)法修復(fù),閃爍體的發(fā)光效率也可能隨時(shí)間降低。
X熒光光譜儀在多領(lǐng)域檢測(cè)
半導(dǎo)體探測(cè)器,如Si(Li)和Ge(Li)探測(cè)器,具有很高的分辨率和良好的線性響應(yīng)。它們能夠檢測(cè)到ppm級(jí)別的元素含量,適用于對(duì)精度要求較高的分析。但這類探測(cè)器成本較高,且需要在液氮保護(hù)下進(jìn)行低溫操作,這在一定程度上限制了其應(yīng)用。不過(guò),隨著技術(shù)的發(fā)展,新型電致冷半導(dǎo)體探測(cè)器逐漸替代了液氮冷卻的探測(cè)器,如Si-Pin探測(cè)器和SDD探測(cè)器,它們具有高分辨率、高穩(wěn)定性,可長(zhǎng)期穩(wěn)定使用,無(wú)需外部制冷和充氣,大大拓展了半導(dǎo)體探測(cè)器的應(yīng)用范圍。
不同類型的探測(cè)器在X熒光光譜儀中發(fā)揮著各自的優(yōu)勢(shì),根據(jù)實(shí)際檢測(cè)需求選擇合適的探測(cè)器,才能獲得更準(zhǔn)確、更全面的元素分析結(jié)果。