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电感耦合高频等离子体发射光谱ICP-AES简介:

电感耦合高频等离子体（ICP）是本世纪60年代提出，70年代获得迅速发展的一种新型的激发光源。等离子体在总体上是一种呈中性的气体，由离子、电子、中心原子和分子所组成，其正负电荷密度几乎相等。电感耦合高频等离子体装置的原理示意图如图下图所示。通常，它是由高频发生器、等离子炬管和雾化器等三部分组成。

高频发生器的作用是产生高频震荡磁场，供给等离子体能量。它的震荡频率一般为27.12或40.68MHz，最大输出功率1-1.5kW,对于测定有机样品的有的厂家可以调到2.KW.等离子炬管是由一个三层同心石英玻璃管(也有其他材料做成的)组成。外层管内通入冷却气Ar，以避免等离子炬烧坏石英管。中层石英管出口做成喇叭形状，通入Ar以维持等离子体。内层石英管的内径为1－2mm，由载气（一般用Ar）将试样气溶胶从内管引入等离子体。使用单原子惰性气体Ar在于它性质稳定、不与试样形成难离解的化合物，而且它本身的光谱简单。
当高频电源与围绕在等离子炬管外的负载感应线圈（用圆铜管或方铜管绕成2－5匝的水冷却线圈）接通时，高频感应电流流过线圈，产生轴向高频磁场。此时向炬管的外管内切线方向通入冷却气Ar，中层管内轴向（或切向）通入辅助气体Ar，并用高频点火装置引燃，使气体触发产生载流子（离子和电子）。当载流子多至足以使气体有足够的导电率时，在垂直于磁场方向的截面上产生环形涡电流。几百安的强大感应电流瞬间将气体加热至10000K，在管口形成一个火炬状的稳定的等离子炬。等离子炬形成后，从内管通入载气，在等离子炬的轴向形成一通道。由雾化器供给的试样气溶胶经过该通道由载气带入等离子炬中，进行蒸发、原子化和激发。电感耦合高频等离子体光源各不同部位的温度如图下图所示。典型的电感耦合高频等离子体是一个非常强而明亮的白炽不透明的"核"，核心延伸至管口数毫米处，顶部有一个火焰似的尾巴。电感耦合高频等离子体分为焰心区、内焰区和尾焰区三个部分,也有的上面分为四个部分为预热区,初始辐射区,正常分析区,尾焰区,哈哈不过都差不多.

焰心区呈白炽不透明，是高频电流形成的涡电流区，温度高达10000K。由于黑体辐射，氩或其它离子同电子的复合产生很强的连续背景光谱。试液气溶胶通过该区时被预热和蒸发，又称预热区。气溶胶在该区停留时间较长，约2ms。
内焰区在焰心上方，在感应线圈以上约10－20mm，呈淡蓝色半透明，温度约6000－8000K，试液中原子主要在该区被激发、电离，并产生辐射，故又称测光区。试样在内焰处停留约1ms，比在电弧光源和高压火花光源中的停留时间10-2－ 10-3ms长。这样，在焰心和内焰区使试样得到充分的原子化和激发，对测定有利。尾焰区在内焰的上方，呈无色透明，温度约6000K，仅激发低能态的试样。电感耦合高频等离子体光源具有稳定性好，线性范围宽，可达4－6个数量级，检测限低，它应用范围广，
下面是气动雾化器的示意图: