XRF常見5種設備分析原理簡介

摘要

X射線螢光光譜儀(X-ray Fluorescence Spectrometer,XRF光譜儀),是一種快速的、非破壞式的物質測量方法。
X射線螢光分析法(X-ray fluorescence,XRF):是利用高能量X射線射擊樣品表面材料激發出螢光(又稱次級X射線、特徵射線),利用此螢光作為元素定性定量分析的方法。

XRF主要應用領域

X射線螢光分析法(X-ray fluorescence,XRF)廣泛的應用在各種元素測試應用上,主要應用領域有:

XRF分析原理

  • X光管產生X射線照射在樣品上,將原子內層電子軌域上的電子擊飛,造成內層電子軌域空洞
  • 為了元素組成穩定,外層電子會向內層遞補,把空洞填補起來。在過程中因為內外層
  • 由於不同元素的電子軌域都不同,所以產生出來的螢光也都不一樣,可以用來定性分析,在依據得到的螢光能
  • 依據螢光的特性可以將XRF分為兩種分析方法:一種是依據螢光的能量高低不同進行元素分析,稱為能量分散式X射線螢光分析法(Energy Dispersive X-ray Fluorescence, EDXRF)。另一種是依據螢光的波長長度不同進行元素分析,稱為波長色散式X射線螢光分析法(Wavelength Dispersive X-ray Fluorescence, WDXRF)。

EDXRF硬體與特色介紹

接下來針對於能量分散式X射線螢光分析法(X-ray Fluorescence, XRF)的儀器類型做簡單的介紹:

以上3種是目前市場上最常見的能量分散式X射線螢光分析光譜儀。

內部硬體設計如下:

由高壓電源讓X光管產生的X射線直接激發樣品(依照應用可選擇濾波器過濾X光管本身的訊號干擾),得到的螢光訊號經由檢測器接收訊號後,電腦將得到的類比訊號轉換成數位訊號,以能譜圖呈現結果。

HDXRF硬體與特色介紹

高精度X射線螢光分析光譜儀(High Definition XRF,HDXRF)

與一般XRF相同構造,但是在樣品與光管之間加入一個聚焦光學晶體,集中來自光管發射源的X射線,並將其重新引導到待測樣品表面形成強聚焦光束,以此增強測量強度,降低背景雜訊。

二次靶材XRF硬體與特色介紹

二次靶材X射線螢光分析光譜儀(Secondary target XRF)

與一般XRF相同構造,但是X光管產生的X射線不會直接去激發樣品測試,而是射向二次靶材(純金屬材料)做激發,由二次靶材產生的螢光去激發樣品。利用此設計,可以減少X光管產生的散射背景訊號干擾,增加待測元素的訊噪比。

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