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x荧光光谱仪的探测器是分析的重要器件,X射线探测器的作用是将X射线光子的能量转换成易于测量的电信号。由于探测器性能的不同,在选用探测器时,就需要综合考虑多种因素。

好的探器不仅需要具有高分辨率和高计数率,还需要有较宽的元素分析范围和有效活性区。其应用领域和使用环境等也是需要关注的重点之一,波长色与能量色散能力由入射光子在探测器中产生的等价离子对数目与入射光子能量成正比,与产生子对的平均能量成反比,就目前常用的三种X射线探器而言,产生一个离子对的平均能量,在Si(Li)探测器、流气式正比计数器、闪烁计数器之间大约相差一个量级,而分辨率与一个光子产生的电子数的平方根成正比,故三者之间的分辨率也粗略相差三倍。

三种常用x荧光光谱仪探测器对比

三种常用x荧光光谱仪探测器对比

流气式正比计数器

       流气式正比计数器主要用于轻元素分析,闪烁计数器用于重元素定,此两种探测器由于分辨率低,必须与分光晶体同时使用,才能得到良好的谱线分辨效率,故主要用于波长色散X射线光谱仪,尽管曾经有一段时期流行用封闭式气体正比计数管作为现场分析仪,但由于分辨率太低,再加上温差电冷能量探测器的广泛采用,仅采用封闭式气体正比计数管的现场X射线分析仪在国际上已基本淘汰。

Si(Li)探测器

       Si(Li)探测器目前主要应用于能量色散X射线光谱仪,就能量探测器而言,Si(Li)Si-PIN、高纯Ge(HPGe)探测器已得到广泛使用,SDDCDD等则主要应用于获取成分及多维信息。由于Si(Li)探测器等没有增益,故需要前置放大器。

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       尽管波长色散X射线光谱仪由于使用分光晶体而达到约12eV的分辨率,但最新的能量探测器已可达到4eV,在分辨率方面己取得优势。目前许多厂家已推出了成功的能量色散X射线光谱仪,波长色散与能量色散在X射线光谱仪中的份额已发生明显变化,能量色散X射线光谱仪的比重显著增加。事实上,如果新型能量探测器在计数率和制造工艺的稳定性方面能取得突破,则能量色散X射线光仅有可能在未来逐步取代复杂的波长色散X射线光谱仪系统,成为X射线荧光光谱分析领域的主流。

 

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