X射線熒光光譜分析原理

1、一 X射線熒光光譜分析原理 利用初級X射線光子或其他微觀離子激發(fā)待測物質(zhì)中的原子，使之產(chǎn)生熒光(次級X射線)而進(jìn)行物質(zhì)成分分析和化學(xué)態(tài)研究的方法。按激發(fā)、色散和探測方法的不同，分為X射線光譜法(波長色散)和X射線能譜法(能量色散)。 當(dāng)原子受到X射線光子(原級X射線)或其他微觀粒子的激發(fā)使原子內(nèi)層電子電離而出現(xiàn)空位，原子內(nèi)層電子重新配位，較外層的電子躍遷到內(nèi)層電子空位，并同時放射出次級X射線光子，此即X射線熒光。較外層電子躍遷到內(nèi)層電子空位所釋放的能量等于兩電子能級的能量差，因此，X射線熒光的波長對不同元素是特征的。 根據(jù)色散方式不同，X射線熒光分析儀相應(yīng)分為X射線熒光光譜儀(波長色散)和X射

2、線熒光能譜儀(能量色散)。 X射線熒光光譜儀主要由激發(fā)、色散、探測、記錄及數(shù)據(jù)處理等單元組成。激發(fā)單元的作用是產(chǎn)生初級X射線。它由高壓發(fā)生器和X光管組成。后者功率較大，用水和油同時冷卻。色散單元的作用是分出想要波長的X射線。它由樣品室、狹縫、測角儀、分析晶體等部分組成。通過測角器以12速度轉(zhuǎn)動分析晶體和探測器，可在不同的布拉格角位置上測得不同波長的X射線而作元素的定性分析。探測器的作用是將X射線光子能量轉(zhuǎn)化為電能，常用的有蓋格計(jì)數(shù)管、正比計(jì)數(shù)管、閃爍計(jì)數(shù)管、半導(dǎo)體探測器等。記錄單元由放大器、脈沖幅度分析器、顯示部分組成。通過定標(biāo)器的脈沖分析信號可以直接輸入計(jì)算機(jī)，進(jìn)行聯(lián)機(jī)處理而得到被測元素的含

3、量。 X射線熒光能譜儀沒有復(fù)雜的分光系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單。X射線激發(fā)源可用X射線發(fā)生器，也可用放射性同位素。能量色散用脈沖幅度分析器 。探測器和記錄等與X射線熒光光譜儀相同。 X射線熒光光譜儀和X射線熒光能譜儀各有優(yōu)缺點(diǎn)。前者分辨率高，對輕、重元素測定的適應(yīng)性廣。對高低含量的元素測定靈敏度均能滿足要求。后者的X射線探測的幾何效率可提高23數(shù)量級，靈敏度高。可以對能量范圍很寬的X射線同時進(jìn)行能量分辨(定性分析)和定量測定。對于能量小于2萬電子伏特左右的能譜的分辨率差。X射線熒光分析法用于物質(zhì)成分分析，檢出限一般可達(dá)10-510-6克克(gg)，對許多元素可測到10-710-9gg，用質(zhì)子激發(fā)時 ，檢出

4、可達(dá)10-12gg；強(qiáng)度測量的再現(xiàn)性好；便于進(jìn)行無損分析；分析速度快；應(yīng)用范圍廣，分析范圍包括原子序數(shù)Z3的所有元素。除用于物質(zhì)成分分析外，還可用于原子的基本性質(zhì)如氧化數(shù)、離子電荷、電負(fù)性和化學(xué)鍵等的研究。 二 企業(yè)挑選X線熒光光譜儀的基本準(zhǔn)則應(yīng)該包括滿足要求、優(yōu)良性能和低購入成本三個方面。 1滿足使用要求是最基本要素X射線熒光光譜儀是公認(rèn)的RoHS篩選檢測首選儀器，由于其檢測速度快、分辨率高、實(shí)施無損檢測，所以被廣泛采用。但是這種儀器價格不菲，都在幾十萬元上下，購買時應(yīng)該慎重考慮。X線熒光光譜儀品牌繁多，又以進(jìn)口為主。在接觸到這些光譜儀的經(jīng)銷員時，都能獲得非常美好的解說印象，以至于分不出誰好

5、誰差了。到底如何評價？怎樣才能從諸多品牌規(guī)格的光譜儀中選出最適合于自己的一款機(jī)型？我們多數(shù)人，不懂X線熒光光譜儀，不知道該從哪些數(shù)據(jù)指標(biāo)入手來權(quán)衡。我以為，我們挑選X線熒光光譜儀僅僅是為了使用，太深奧的原理結(jié)構(gòu)大可不必細(xì)究，最核心最本質(zhì)的還是老話：價廉物美、高性價比。首先劃出基本框框：滿足使用要求。這一條是根本。在電子信息產(chǎn)品有毒有害物質(zhì)的檢測方法標(biāo)準(zhǔn)文本里提到：“用能量散射X射線熒光光譜法（EDXRF）或波長散射X射線熒光光譜法（WDXRF）對試樣中目標(biāo)物進(jìn)行測試，可以是直接測量樣品（不破壞樣品），也可以是破壞樣品使其達(dá)到”均勻材料”（機(jī)械破壞試樣）后測試?！蹦苷嬲郎?zhǔn)確無誤地將試樣篩選出合格

6、、不合格、不確定三種類型，而且能最大限度地縮小“不確定”部分就是好儀器。但是篩選圖的就是快，在保證既定準(zhǔn)確度的情況下盡可能快速檢測。尤其是企業(yè)選購，光譜儀是做日常RoHS監(jiān)督檢測用，非常看重這一點(diǎn)。所以，能夠準(zhǔn)確無誤地將試樣篩選出合格、不合格、不確定三種類型，又能最大限度地縮小“不確定”部分，而且全部過程是在極短的時間內(nèi)完成的X射線熒光光譜儀是滿足使用要求的光譜儀。僅這一條，就應(yīng)當(dāng)將一些簡易的、便攜式、一個試樣要多次測量才能獲得結(jié)果的簡陋裝置加以排除。在滿足要求的情況下，再從以下原則出發(fā)，就不難挑選出稱心的光譜儀。2性能（1） 性能無疑是評估光譜儀非常重要的指標(biāo)性能優(yōu)異的光譜儀做篩選檢測能準(zhǔn)確

7、無誤地排查合格和不合格，并將不確定的灰色部分壓縮到最??；有的光譜儀鉛砷不分、鎘的特征譜線與X光管銠電極的特征譜線重疊等。經(jīng)常誤判；有的光譜儀檢測鎘的靈敏度不夠高，不能準(zhǔn)確判定鎘；大部分光譜儀的檢測穩(wěn)定性受到X光管老化、環(huán)境溫度、電源波動等影響，使數(shù)值不準(zhǔn)。由于性能不足，可能發(fā)生錯判、誤判、無法判定等事件頻發(fā)，不確定的灰色部分比例大增。其后果必然是成本顯著提高、風(fēng)險增加。有的光譜儀X射線漏泄嚴(yán)重，危及操作者安全。更不可取。（2） 幾個關(guān)鍵性能1） X光管的電極材料目前X線熒光光譜儀基本上采用銠靶X光管，個別有鎢靶X光管的。A銠（Rh）靶：銠的特征譜線與鎘的特征譜線重疊；銠電極發(fā)射強(qiáng)度不夠高，對于

8、鎘的篩選排查不勝任。B鎢（W）靶：鎢的特征譜線遠(yuǎn)離RoHS的5種元素特征譜線，無譜線重疊；發(fā)射強(qiáng)度高，能提高元素檢測下限值。2）檢測器 ASDD：新型的SDD檢測器屬高純硅檢測器，穩(wěn)定性好，檢測靈敏度高。BSSD：老款的SSD檢測器屬硅鋰檢測器，漂移大，檢測靈敏度低。3）檢測方法和軟件AFP法、部分檢量線法：穩(wěn)定性差。B帶補(bǔ)正的相對檢量線法：可以自動補(bǔ)償環(huán)境條件變化、X光管老化、供電變化等對檢測數(shù)據(jù)的影響。4）X線束光斑直徑A光斑直徑大小在使用中會體現(xiàn)出一些差別。目前光斑直徑從0.1mm到15mm不等。光斑小不受試樣面積限制，光斑大受材料不均勻性影響小。B光斑大小間接反映X光束的能效。大光斑（

9、幾mm到十幾mm）通常采用準(zhǔn)直器整理光束，被遮擋部分白白浪費(fèi)掉；1mm以下小光斑采用導(dǎo)管整理光束，能量損失較少。C光斑大小根據(jù)實(shí)際測量需要選擇，光束能量損失通常制造商在軟件、濾光片等方面做適當(dāng)補(bǔ)償。3成本光譜儀的市場價格從30萬元上下到80萬元左右，往往以面談成交。為什么要面談？因?yàn)橛刑嗟摹鞍素浴薄Ｙ徺I者需對光譜儀有細(xì)致的了解，不能光看報(bào)價，還應(yīng)清楚購入后的使用成本和維護(hù)費(fèi)用。使用成本可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過報(bào)價。這是制造成本轉(zhuǎn)移的后果。（1） 購買成本價位越低越好。但是有美元報(bào)價、RMB報(bào)價；有含增值稅報(bào)價、不含稅報(bào)價；有香港提貨價、北京落地價、安裝到位價，等等，要問清楚。（2） 使用成本使用成本是隱

10、含成本，往往被忽略。其實(shí)好多商品用廉價的材料、簡單的技術(shù)、粗糙的工藝將售價壓縮很低，用戶在使用中發(fā)現(xiàn)故障多、不準(zhǔn)確、判斷錯誤、效率低下等帶來的浪費(fèi)遠(yuǎn)較采購節(jié)省大得多。在光譜儀上體現(xiàn)的使用成本表現(xiàn)在如下方面：1）檢測速度能體現(xiàn)工時、儀器折舊、工期進(jìn)度等直接費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)性；2）靈敏度 決定篩選范圍，決定能否減少或免去理化分析，反映出是節(jié)省錢還是不停地花冤枉錢；3）使用壽命例如同樣標(biāo)定5000小時的設(shè)備壽命，每天工作8小時，X射線有效激發(fā)時間約2小時，折合有效工作時間為8年。由于測量機(jī)制不同而使用壽命相去甚遠(yuǎn)。一個試樣在這臺光譜儀上檢測只需激發(fā)一次X光管，而在那臺光譜儀上檢測卻要激發(fā)3次，激發(fā)三次的那

11、臺光譜儀使用壽命只剩不到3年了。意味著3年后還需再花同樣的錢購買新的光譜儀。4）操作成本操作簡單和操作復(fù)雜會帶來操作成本的差異。包括操作者素質(zhì)培訓(xùn)和工薪。（3） 維護(hù)成本 1）冷卻許多使用SDD檢測器的，必須配備液氮冷卻系統(tǒng)，而采用SSD檢測器的僅需要簡單的珀?duì)柼鋮s，前者平添許多維護(hù)成本。2）校準(zhǔn)絕大多數(shù)的熒光光譜儀在工作中經(jīng)常需要校準(zhǔn)，以保證每次檢測的準(zhǔn)確性。為此有的光譜儀干脆每測一次之前自動校準(zhǔn)一次，這種經(jīng)常性的校準(zhǔn)不僅耗費(fèi)時間，而且耗費(fèi)資源。時間和資源都將進(jìn)入成本。 3） 售后服務(wù)售后服務(wù)的及時和完備性是保證設(shè)備高效運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)揮最大潛能的保障。誤工的損失可能意想不到的大。（4） 真實(shí)成本

12、 明面上的售價必須考慮，隱含著的使用成本和維護(hù)成本絕對不能忽視，這些隱含成本大的驚人，不消一兩個月功夫，一臺光譜儀的錢就搭進(jìn)去了；而且這個隱含成本與時俱增。 4安全性（1）人身安全綠色制造、RoHS法規(guī)的最根本的出發(fā)點(diǎn)是環(huán)保和健康；有這樣的光譜儀，自身是檢測有毒物質(zhì)的儀器卻使用鉛來防護(hù)X射線漏泄；無X射線漏泄的儀器才能有人身安全的保障。（2）數(shù)據(jù)安全：數(shù)據(jù)是檢測的最終成果，數(shù)據(jù)保存、保真始終處于第一位。5其他 1）體積小重量輕好：移動便捷。2）軟件支持：擴(kuò)充用途。3）試料箱：大的試料箱，可以滿足較大試樣的測試。三 有關(guān)XRFX射線熒光分析技術(shù)應(yīng)用的原理分析及誤區(qū) X射線熒光分析作為工業(yè)分析技術(shù)

13、經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展歷程，在水泥制造業(yè)已得到廣泛應(yīng)用。我國水泥工業(yè)中X射線熒光分析技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，基本上是在近25年中實(shí)現(xiàn)的。上個世紀(jì)七十年代末八十年代初，一方面隨著大量新型干法水泥生產(chǎn)線的成套引進(jìn)，大型X熒光光譜儀開始出現(xiàn)在我國水泥工業(yè)，另一方面，隨著鈣鐵分析儀的研制成功，鈣鐵分析儀在水泥生產(chǎn)過程控制中迅速普及，形成了高端產(chǎn)品和低端產(chǎn)品兩翼齊飛的局面；八十年代后期，采用管激發(fā)、Si(Li)半導(dǎo)體探測器的X射線熒光能譜儀曾一度受到關(guān)注，但到了九十年代初期，國產(chǎn)的源激發(fā)正比計(jì)數(shù)管多元素分析儀，以其簡單實(shí)用的結(jié)構(gòu)和價格低廉的優(yōu)勢迅速進(jìn)入市場，成為以水泥工業(yè)為主要對象的中檔產(chǎn)品；世紀(jì)之交前后，針對工

14、業(yè)分析應(yīng)用開發(fā)的小型多道X熒光光譜儀，隨著我國水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的步伐得以大量應(yīng)用。可以說，目前在水泥制造業(yè)，X射線熒光分析儀的應(yīng)用是處于百花齊放的時代。這種局面給用戶帶來了多種選擇，同時也形成一些誤區(qū)。本文試圖跳出X熒光分析技術(shù)領(lǐng)域?qū)W術(shù)研究和商業(yè)行為的圈子，從水泥制造業(yè)應(yīng)用X熒光分析技術(shù)的角度，提出一些避免誤區(qū)的觀點(diǎn)。1X射線熒光分析基本原理 熒光，顧名思義就是在光的照射下發(fā)出的光。X射線熒光就是被分析樣品在X射線照射下發(fā)出的X射線，它包含了被分析樣品化學(xué)組成的信息，通過對上述X射線熒光的分析確定被測樣品中各組份含量的儀器就是X射線熒光分析儀。從原子物理學(xué)的知識我們知道，對每一種化學(xué)元素的原子

15、來說，都有其特定的能級結(jié)構(gòu)，其核外電子都以各自特有的能量在各自的固定軌道上運(yùn)行，內(nèi)層電子在足夠能量的X射線照射下脫離原子的束縛，成為自由電子，我們說原子被激發(fā)了，處于激發(fā)態(tài)，這時，其他的外層電子便會填補(bǔ)這一空位，也就是所謂躍遷，同時以發(fā)出X射線的形式放出能量。由于每一種元素的原子能級結(jié)構(gòu)都是特定的，它被激發(fā)后躍遷時放出的X射線的能量也是特定的，稱之為特征X射線。通過測定特征X射線的能量，便可以確定相應(yīng)元素的存在，而特征X射線的強(qiáng)弱（或者說X射線光子的多少）則代表該元素的含量。量子力學(xué)知識告訴我們，X 射線具有波粒二象性，既可以看作粒子，也可以看作電磁波。看作粒子時的能量和看作電磁波時的波長有著

16、一一對應(yīng)關(guān)系。這就是著名的普朗克公式：E=hc/。顯然，無論是測定能量，還是波長，都可以實(shí)現(xiàn)對相應(yīng)元素的分析，其效果是完全一樣的。2X射線熒光分析儀的分類2.1. 根據(jù)分光方式的不同，X射線熒光分析可分為能量色散和波長色散兩類，也就是通常所說的能譜儀和波譜儀，縮寫為EDXRF和WDXRF。通過測定熒光X射線的能量實(shí)現(xiàn)對被測樣品的分析的方式稱之為能量色散X射線熒光分析，相應(yīng)的儀器稱之為能譜儀，通過測定熒光X射線的波長實(shí)現(xiàn)對被測樣品分析的方式稱之為波長色散X射線熒光分析，相應(yīng)的儀器稱之為X射線熒光光譜儀。2.2. 根據(jù)激發(fā)方式的不同，X射線熒光分析儀可分為源激發(fā)和管激發(fā)兩種：用放射性同位素源發(fā)出的

17、X射線作為原級X射線的X熒光分析儀稱為源激發(fā)儀器；用X射線發(fā)生器（又稱X光管）產(chǎn)生原級X射線的X熒光分析儀稱為管激發(fā)儀器。2.3. 就能量色散型儀器而言，根據(jù)選用探測器的不同，X射線熒光分析儀可分為半導(dǎo)體探測器和正比計(jì)數(shù)管兩種主要類型。2.4. 根據(jù)分析能力的大小還可分為多元素分析儀器和個別元素分析儀器。這種稱呼多用于能量色散型儀器。2.5. 在波長色散型儀器中，根據(jù)可同時分析元素的多少可分為，單道掃描X熒光光譜儀、小型多道X熒光光譜儀和大型X熒光光譜儀。3選型誤區(qū) 隨著技術(shù)發(fā)展，X射線熒光分析儀的種類越來越多，商品名稱也比較混亂，再加上用戶對相關(guān)知識的了解有限，使得用戶合理選擇儀器的難度大大

18、增加。誤區(qū)1：強(qiáng)調(diào)“熒光”，許多用戶誤認(rèn)為只有用X光管作為激發(fā)源的管激發(fā)儀器才是X熒光儀，一味地強(qiáng)調(diào)所謂“熒光”。事實(shí)上，如前所述，無論是采用X光管還是采用放射性同位素源作為激發(fā)源，只要是由X射線激發(fā)、通過測定被測樣品發(fā)出的熒光X射線得出其化學(xué)成分及含量的儀器，都是X熒光分析儀。源激發(fā)和管激發(fā)各有優(yōu)缺點(diǎn)。源激發(fā)類型的儀器結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，特別是放射性同位素源發(fā)出X射線是自然現(xiàn)象，其強(qiáng)度是非常穩(wěn)定的。雖然有著自然衰減，但這種衰減是遵循可描述的物理規(guī)律的，也就是說是我們可以準(zhǔn)確計(jì)算出來的，而且作為商品化儀器選用的同位素源半衰期都比較長，在短周期內(nèi)這種衰減幾乎反映不出來。放射源的最大弱點(diǎn)在于，它發(fā)出的

19、X射線強(qiáng)度小，能量分布不可調(diào)。因此可分析元素種類是受限制的，光路的幾何布置必須非常緊湊，分析時間相對要長一些，譜線處理和定量分析計(jì)算難度較大。管激發(fā)型儀器的激發(fā)源是X射線管。與放射性同位素源相比，最大的優(yōu)點(diǎn)在于其可調(diào)節(jié)性。通過調(diào)節(jié)管流和高壓，可以在一定范圍內(nèi)改變輸出X射線的強(qiáng)度和分布，進(jìn)而有選擇性地提高或減小對某些特定元素的激發(fā)效率，提高分析能力。再者，X射線管的輸出強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于放射性同位素源，光路的幾何布置受限制小，可使用準(zhǔn)直器、濾光片、狹縫等進(jìn)一步提高性能。采用X光管的最大問題在于穩(wěn)定性，給X光管提供高壓的高壓電源穩(wěn)定性必須在萬分之三以下，X光管本身還需要冷卻，而且環(huán)境溫度、電網(wǎng)波動等因素

20、都會影響X光管輸出X射線的穩(wěn)定性，從而影響儀器的穩(wěn)定性。因此，一般來講，管激發(fā)儀器對使用環(huán)境及外圍條件的要求要比源激發(fā)儀器高得多。誤區(qū)2：重硬件輕軟件和技術(shù)。任何一種分析儀器在某一領(lǐng)域的成功應(yīng)用都是硬件、軟件和分析技術(shù)有機(jī)結(jié)合的結(jié)果，三者缺一不可。毫無疑問，硬件是基礎(chǔ)，但硬件并不能決定一切。從應(yīng)用的角度來講，硬件只有通過軟件才能充分發(fā)揮作用，而分析技術(shù)涉及到儀器應(yīng)用的每一個環(huán)節(jié)。一臺好儀器，一定是建立在分析技術(shù)研究基礎(chǔ)之上的，否則，它就很難適應(yīng)眾多用戶的各種需求，這樣的儀器等于沒有靈魂。對于軟件的考察，絕不能停留在畫面的漂亮與否、花樣是否齊全等表面文章上，關(guān)鍵要看采用的算法是否先進(jìn)有效，建立在

21、怎樣的分析技術(shù)基礎(chǔ)上，是否適應(yīng)于主要被分析樣品的特性，還要考慮是否適合操作人員的素質(zhì)和能力。誤區(qū)3：重價格輕服務(wù)。價格當(dāng)然是選購商品的重要因素，但不應(yīng)當(dāng)是決定性因素。分析儀器各部件質(zhì)量及其價格懸殊極大，并且直接決定了儀器的售價，單純追求價格便宜，很難保證質(zhì)量。對于X熒光分析儀這樣的設(shè)備來說，服務(wù)往往更為重要。這里所說的服務(wù)不僅指安裝調(diào)試、備品備件供應(yīng)、維修服務(wù)等，更重要的是應(yīng)用技術(shù)服務(wù)。對于大多數(shù)用戶來講，是不具備自行研究分析技術(shù)并用于指導(dǎo)應(yīng)用的，這種情況下，技術(shù)服務(wù)顯得尤為重要。誤區(qū)4：聽別人多，看自己少。用戶在設(shè)備選型時經(jīng)常會開展一些調(diào)研考察，一方面了解一些各種儀器及廠家的基本情況，作一些

22、相互比較；另一方面會去一些與自己情況類似的用戶那里考察。這當(dāng)然是必要的。但最重要的還是要根據(jù)自己的實(shí)際情況和具體需求來選擇。比如：以全廠質(zhì)量控制為主要目的，樣品種類多，需要做全分析，準(zhǔn)確度要求高，應(yīng)用環(huán)境比較好，可以考慮X熒光光譜儀；以生產(chǎn)過程控制為主要目的，應(yīng)用環(huán)境較差則可考慮多元素分析儀、鈣鐵儀等源激發(fā)類儀器；原料不太好、波動大，沒有預(yù)均化措施或很簡陋，分析儀器要配置高一些，最好考慮在線分析儀器，在線鈣鐵儀加多元素分析儀或小型多道X熒光光譜儀便是很好的組合，當(dāng)然，有條件的可以上中子活化在線分析儀，而原料穩(wěn)定、預(yù)均化很有效，分析儀器的配置則可以低一些，多元素分析儀甚至離線鈣鐵儀便可以解決問題

23、；操作人員素質(zhì)較高，儀器可以選擇小型多道X熒光光譜儀等功能多樣、靈活性較大的，反之則應(yīng)考慮選擇功能單一、操作簡單的源激發(fā)類儀器。4技術(shù)指標(biāo)誤區(qū) 評價一臺儀器好壞的技術(shù)指標(biāo)是多重、綜合的。用戶關(guān)心和看重的主要有分析元素范圍，即我們通常所說的可分析元素有哪些，分析時間長短，精確度如何等。技術(shù)指標(biāo)的重要性最終還是取決于應(yīng)用目的。誤區(qū)1：片面追求高指標(biāo)。對于工業(yè)分析而言，被分析樣品的種類是確定的，甚至是單一的，對結(jié)果的要求也是確定的。對于遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出這些要求的指標(biāo)的追求實(shí)際上是一種資源的浪費(fèi)。比如：大多數(shù)水泥廠的控制分析只做鈣、鐵，用于率值控制需要測鈣、鐵、硅、鋁，全分析則要求增加Na、Mg、S、K等元素

24、，幾萬元的鈣鐵儀便可滿足控制要求，如追求能測硅鋁則需要約十萬元的多元素分析儀，多元素分析儀完全可以滿足率值控制四種主要元素分析的要求，如一定要提出更高精度和速度的要求就需要約百萬元的小型多道X熒光光譜儀了。由于被分析樣品的確定性，經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法是最有效的分析方法，如果一定要追求無標(biāo)樣法，便達(dá)不到經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法的效果。本來被測元素是確定的，而且數(shù)量有限，固定道就可以解決問題，一味追求可變道，既多花了錢，還犧牲了穩(wěn)定性和分析時間；就能量色散型儀器而言，ADC道數(shù)也并非越多越好。誤區(qū)2：片面追求準(zhǔn)確度：每當(dāng)談到儀器性能，往往會自然而然地把結(jié)果是否準(zhǔn)確作為第一判斷標(biāo)準(zhǔn)，而且在日常應(yīng)用中也會把大量的精力用于判斷

25、儀器“準(zhǔn)不準(zhǔn)”，最常見的就是與化學(xué)分析“對結(jié)果”。準(zhǔn)確性固然重要，但作為工業(yè)分析而言，精密度決不可忽視，首先要關(guān)注的是精密度問題，也就是說，同一樣品多次測量，其結(jié)果應(yīng)有良好的一致性，每一測量結(jié)果與均值的差要足夠小，至于測量值與真值的差，往往屬于系統(tǒng)偏差，是可以進(jìn)行數(shù)學(xué)校正的。誤區(qū)3：不重視穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。所謂穩(wěn)定性是指同一樣品連續(xù)測量多次（通常為21次）的標(biāo)準(zhǔn)偏差，而重現(xiàn)性則是同一樣品間隔較長時間后再次測量的結(jié)果之間的一致性。這兩項(xiàng)指標(biāo)是作為工業(yè)分析儀器的關(guān)鍵指標(biāo)，工業(yè)分析的結(jié)果主要是用于生產(chǎn)過程的控制和參數(shù)調(diào)整，分析結(jié)果的相對變化直接關(guān)系著過程控制和調(diào)節(jié)。而相對變化的準(zhǔn)確測量是建立在穩(wěn)定性和

26、重復(fù)性之上的。誤區(qū)4：分析時間越短越好。X射線測量是隨機(jī)事件的統(tǒng)計(jì)測量，是由統(tǒng)計(jì)規(guī)律決定的，計(jì)數(shù)的絕對量取決于測量時間，并直接決定著測量誤差的大小，足夠長的測量時間是測量精度的前提條件，為了保證測量精度，必須有足夠的測量時間。5分析技術(shù)誤區(qū) 分析技術(shù)是獲得正確結(jié)果的保證。分析技術(shù)貫穿于儀器應(yīng)用的全過程。分析方法的選擇必須滿足儀器應(yīng)用的需要。誤區(qū)1：標(biāo)樣制備太麻煩，最好用無標(biāo)樣法。X射線熒光分析事實(shí)上是一種對比分析，特別是經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法，測得的X射線強(qiáng)度與相應(yīng)元素濃度的對應(yīng)關(guān)系完全是建立在標(biāo)準(zhǔn)樣品的基礎(chǔ)之上的，必須制備足夠數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)樣品，標(biāo)樣的質(zhì)量直接決定了分析結(jié)果的可靠性。基本參數(shù)法等無標(biāo)樣分析法

27、一般是用于完全未知樣品的初步分析的，所謂無標(biāo)樣也只是不需要系列標(biāo)準(zhǔn)樣而已。誤區(qū)2：標(biāo)準(zhǔn)樣品可以購買別人的。由于每個用戶的原料情況、配比是各不相同的，而對于X熒光分析而言，標(biāo)樣與被測未知樣越相似，測定結(jié)果越好，因此，為了取得好的分析結(jié)果，各用戶應(yīng)自己配制標(biāo)樣。標(biāo)樣的配置應(yīng)注意幾個問題：（1）必須主要用生產(chǎn)用原料配制，個別少量組份可用化學(xué)試劑；（2）標(biāo)樣數(shù)目應(yīng)大于被分析元素個數(shù)（至少多兩個）；（3）標(biāo)樣中被測元素的含量范圍應(yīng)完全覆蓋未知樣品相應(yīng)元素的濃度變化范圍；（4）標(biāo)樣中各被測元素的濃度之間不應(yīng)存在相關(guān)性。誤區(qū)3：工作曲線的評價。通常對工作曲線的定量評價標(biāo)準(zhǔn)主要是相關(guān)系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)偏差，從數(shù)學(xué)上來

28、講，相關(guān)系數(shù)越接近1越好，標(biāo)準(zhǔn)偏差越小越好。但必須首先檢查是否符合物理意義，斜率大小是否合適。誤區(qū)4：基體校正中元素間影響因子的設(shè)定越多越好。如不考慮物理意義就數(shù)學(xué)結(jié)果而選擇影響因子，就無法保證未知樣分析的正確可靠。影響因子的設(shè)定應(yīng)遵循相鄰元素、主元素、濃度變化范圍大的元素、重元素的原則，在此基礎(chǔ)上根據(jù)經(jīng)驗(yàn)試設(shè)。6幾點(diǎn)建議（一）儀器選型一定要適應(yīng)本企業(yè)的實(shí)際情況，根據(jù)預(yù)想的主要用途和本企業(yè)原料、工藝乃至人員素質(zhì)情況選購儀器；（二）再好的儀器也要靠人用，應(yīng)當(dāng)充分重視分析技術(shù)在儀器應(yīng)用中的重要作用；（三）關(guān)于在線分析：近年來，中子活化在線分析取得的成功，使在線分析成為水泥工業(yè)分析的一個亮點(diǎn)，其突出

29、特點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了前饋控制，與生產(chǎn)工藝有機(jī)地結(jié)合在一起。作為投資不大，簡單實(shí)用的國產(chǎn)在線分析系統(tǒng)，在線鈣鐵儀和多元素分析儀或小型多道X熒光光譜儀的組合也是一種很好的選擇。在線分析已經(jīng)開始受到水泥行業(yè)工藝技術(shù)人員的關(guān)注，在水泥生產(chǎn)過程控制中必將占據(jù)更為重要的位置。四 XRF使用前必學(xué)的X射線熒光分析基本知識 利用初級X射線光子或其他微觀離子激發(fā)待測物質(zhì)中的原子，使之產(chǎn)生熒光(次級X射線)而進(jìn)行物質(zhì)成分分析和化學(xué)態(tài)研究的方法。按激發(fā)、色散和探測方法的不同，分為X射線光譜法(波長色散)和X射線能譜法(能量色散)。當(dāng)原子受到X射線光子(原級X射線)或其他微觀粒子的激發(fā)使原子內(nèi)層電子電離而出現(xiàn)空位，原子內(nèi)層

30、電子重新配位，較外層的電子躍遷到內(nèi)層電子空位，并同時放射出次級X射線光子，此即X射線熒光。較外層電子躍遷到內(nèi)層電子空位所釋放的能量等于兩電子能級的能量差，因此，X射線熒光的波長對不同元素是特征的。 根據(jù)色散方式不同，X射線熒光分析儀相應(yīng)分為X射線熒光光譜儀(波長色散)和X射線熒光能譜儀(能量色散)。X射線熒光光譜儀主要由激發(fā)、色散、探測、記錄及數(shù)據(jù)處理等單元組成。激發(fā)單元的作用是產(chǎn)生初級X射線。它由高壓發(fā)生器和X光管組成。后者功率較大，用水和油同時冷卻。色散單元的作用是分出想要波長的X射線。它由樣品室、狹縫、測角儀、分析晶體等部分組成。通過測角器以12速度轉(zhuǎn)動分析晶體和探測器，可在不同的布拉格

31、角位置上測得不同波長的X射線而作元素的定性分析。探測器的作用是將X射線光子能量轉(zhuǎn)化為電能，常用的有蓋格計(jì)數(shù)管、正比計(jì)數(shù)管、閃爍計(jì)數(shù)管、半導(dǎo)體探測器等。記錄單元由放大器、脈沖幅度分析器、顯示部分組成。通過定標(biāo)器的脈沖分析信號可以直接輸入計(jì)算機(jī)，進(jìn)行聯(lián)機(jī)處理而得到被測元素的含量。X射線熒光能譜儀沒有復(fù)雜的分光系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單。X射線激發(fā)源可用X射線發(fā)生器，也可用放射性同位素。能量色散用脈沖幅度分析器 。探測器和記錄等與X射線熒光光譜儀相同。 X射線熒光光譜儀和X射線熒光能譜儀各有優(yōu)缺點(diǎn)。前者分辨率高，對輕、重元素測定的適應(yīng)性廣。對高低含量的元素測定靈敏度均能滿足要求。后者的X射線探測的幾何效率可提高

32、23數(shù)量級，靈敏度高。可以對能量范圍很寬的X射線同時進(jìn)行能量分辨(定性分析)和定量測定。對于能量小于2萬電子伏特左右的能譜的分辨率差。X射線熒光分析法用于物質(zhì)成分分析，檢出限一般可達(dá)10-510-6克克(gg)，對許多元素可測到10-710-9gg，用質(zhì)子激發(fā)時 ，檢出可達(dá)10-12gg；強(qiáng)度測量的再現(xiàn)性好；便于進(jìn)行無損分析；分析速度快；應(yīng)用范圍廣，分析范圍包括原子序數(shù)Z3的所有元素。除用于物質(zhì)成分分析外，還可用于原子的基本性質(zhì)如氧化數(shù)、離子電荷、電負(fù)性和化學(xué)鍵等的研究。 直讀光譜儀 直讀光譜儀。適合于戶外名種應(yīng)用，不管是用于壓力容器內(nèi)部分析、管道原位分析還是工場分析都沒有任何問題。因?yàn)樗敲?/p>

33、封在一個溫度穩(wěn)定的恒溫機(jī)箱里。設(shè)備的般運(yùn)和操作只要一個人就能完成。該光譜儀設(shè)計(jì)達(dá)到最高的分析精度，新的雙光譜室能應(yīng)用最理想的譜線。36個測量信道使這臺儀器能分析Fe、Ni、Cu、A1、Ti等多種基體。該光譜儀裝備了超高靈敏度的光電倍增管，在全量程范圍內(nèi)使檢測器的動態(tài)范圍能鑒別出成分的最微小的差別。曲面的第二個窄縫能清楚地分離出相鄰的譜線，這一點(diǎn)對包括高含量的合金成分分析在內(nèi)進(jìn)行高精度分析特別。 直讀光譜儀品種分為火花直讀光譜儀，光電直讀光譜儀，原子發(fā)射光譜儀，原子吸收光譜儀，手持式光譜儀，便攜式光譜儀，能量色散光譜儀，真空直讀光譜儀，直讀光譜儀分為臺式機(jī)和立式機(jī)。 直讀光譜儀廣泛應(yīng)用于鑄造，鋼

34、鐵，金屬回收和冶煉以及軍工、航天航空、電力、化工、高等院校和商檢，質(zhì)檢等單位。直讀光譜儀它的正規(guī)名字叫原子發(fā)射光譜儀 管他叫直讀的原因是相對于攝譜儀和早期的發(fā)射光譜儀而言，由于在70年代以前還沒有計(jì)算機(jī)采用，所有的光電轉(zhuǎn)換出來的電流信號都用數(shù)碼管讀數(shù)，然后在對數(shù)轉(zhuǎn)換紙上繪出曲線并求出含量值，計(jì)算機(jī)技術(shù)在光譜儀應(yīng)用后，所有的數(shù)據(jù)處理全部由計(jì)算機(jī)完成，可以直接換算出含量，所以比較形象的管它叫直接可以讀出結(jié)果，簡稱就叫直讀了，在國外沒有這個概念。 直讀光譜儀和ICP都屬于發(fā)射光譜分析儀器,區(qū)別在于他們的激發(fā)方式不同,ICP中文名字是電感耦合等離子體,是通過線圈磁場達(dá)到高溫使樣品的狀態(tài)呈等離子態(tài)然后進(jìn)

35、行測量的,而普通的直讀光譜儀一般采用電火花,電弧或者輝光放電的方式把樣品打成蒸汽進(jìn)行激發(fā)的,在效果上ICP要比普通直讀光譜儀器的檢出限小,精度高,但是在進(jìn)樣系統(tǒng)上要求非常嚴(yán)格,沒有好的進(jìn)樣系統(tǒng)就只能做溶液樣品.國外先進(jìn)ICP可以做固體樣品.X射線熒光光譜儀 主要用途： 儀器是較新型X射線熒光光譜儀，具有重現(xiàn)性好，測量速度快，靈敏度高的特點(diǎn)。能分析F(9)U(92)之間所有元素。樣品可以是固體、粉末、熔融片，液體等，分析對象適用于煉鋼、有色金屬、水泥、陶瓷、石油、玻璃等行業(yè)樣品。無標(biāo)半定量方法可以對各種形狀樣品定性分析，并能給出半定量結(jié)果，結(jié)果準(zhǔn)確度對某些樣品可以接近定量水平，分析時間短。薄膜分

36、析軟件FP-MULT1能作鍍層分析，薄膜分析。 測量樣品的最大尺寸要求為直徑51mm,高40mm. 儀器類別： 0303040903 /儀器儀表 /成份分析儀器 /熒光光度計(jì) 指標(biāo)信息： 1.發(fā)射源是Rh靶X光管，最大電流125mA，電壓60kV，最大功率3kW 2.儀器在真空條件下工作，真空度<13pascals 3.5塊分析晶體，可以分析元素周期表FU之間所有元素，含量范圍是ppm100% 4.分析軟件是Philips公司（現(xiàn)為PANalytical）最新版軟件，既可作半定量，也可定量分析。精密度：在計(jì)算率N=1483870時，RSD=0.08% 穩(wěn)定性計(jì)算率Nmax=6134524

37、,Nmin=6115920,N平均=6125704,相對誤差為0.03% 附件信息： 循環(huán)水致冷單元，計(jì)算機(jī) P10氣體瓶空氣壓縮機(jī) 分析對象主要有各種磁性材料（NdFeB、SmCo合金、FeTbDy）、鈦鎳記憶合金、混合稀土分量、貴金屬飾品和合金等，以及各種形態(tài)樣品的無標(biāo)半定量分析，對于均勻的顆粒度較小的粉末或合金，結(jié)果接近于定量分析的準(zhǔn)確度。X熒光分析快速，某些樣品當(dāng)天就可以得到分析結(jié)果。適合課題研究和生產(chǎn)監(jiān)控。 X射線熒光光譜儀分為波長色散、能量色散、非色散X熒光、全反射X熒光。 波長色散X射線熒光光譜采用晶體或人工擬晶體根據(jù)Bragg定律將不同能量的譜線分開，然后進(jìn)行測量。波長色散X射線熒光光譜一般采用X射線管作激發(fā)源，可分為順序式(或稱單道式或掃描式)、同時式(或稱多道式)譜儀、和順序式與同時式相結(jié)合的譜儀三種類型。順序式通過掃描方法逐個測量元素，因此測量速度通常比同時式慢，適用