手持式光谱仪的滤光片对测样结果有什么影响？

时间：2022-08-03

在手持式光谱仪厂商提供的参数表中，会有一项叫做“滤光片”的参数，往往会写一些元素名称，比如铝Al, 钨W等。在诸如检测铝合金、土壤等材料的过程中，经常会听到“滋~滋~”声，这其实是手持式光谱仪内部电机转动的声音，在切换不同的滤光片。那么，滤光片对我们检测的材料，检测的元素到底有什么影响？

科迈斯手持式光谱仪K-8000中光管、滤光片、样品三者的结构示意图

科迈斯仪器手持式光谱仪

X射线荧光的简单原理是光管发出X射线，照射到样品表面产生荧光，由探测器检测样品发出的荧光，根据其特性来判断所含哪些元素及其含量。而从X射线光管发出的X射线对检测结果具有非常重要的作用。

首先X射线光管决定了这台手持式X射线荧光光谱仪能够检测哪些元素。

科迈斯KMX-RAY XRF知识介绍：

原子具有波动性和粒子性，每种元素的波动性就用波长nm来表示，粒子性就用能量KeV来表示。手持式光谱仪测的是粒子元素。下面这张图就是一张用元素粒子能量来表示的元素周期表，元素越往后，能量越高。

光管发出的X射线不是无限的，而是有固定能量的，比如科迈斯K-8000设定的光管电压为35KeV，那么上图中，凡是元素周围四个能量中有一个小于35 KeV，这个元素就能够被K-8000手持式光谱仪检测。如果四个能量都**光管设定的电压，那么这个元素就测不了了。

但是能测并不代表测得准，测得低。对于有些含量很低的样品，要有办法能够把检测元素的噪声降低，这样才能分辨清楚检测的元素。对于含量比较高但是对检测稳定性有要求的元素，又要有办法把元素的信号提高，这样才能稳定。所以滤光片就是一种非常好的解决问题的手段。下图是用Ag靶的光管采用不同滤光片得到的X射线光管谱图。编号1这张谱图是没有用滤光片得到的。因为Ag靶的原因，在较左侧的低能量区域有个很高的峰，这个峰就影响了比如镁Mg，铝Al，硅Si这些元素的检出限，因为只有元素的峰**编号1这段线才能被仪器读出有这个元素的峰，而这么高的峰往往含量是较高的。所以不用滤光片的Ag靶光管很难测得低含量的轻元素。但是相反的是，因为这一段光管的能量很强（相对编号2和编号3），所以镁Mg，铝Al，硅Si这些元素会得到很好的激发，那么像铝合金这一类含高含量镁Mg，铝Al，硅Si的材料就很适合不用滤光片来检测了。

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词条说明
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