波长色散型X射线荧光光谱仪(WD-XRF),是用晶体分光而后由探测器接收经过衍射的特征X射线信号。如果分光晶体和控测器作同步运动,不断地改变衍射角,便可获得样品内各种元素所产生的特征X射线的波长及各个波长X射线的强度,可以据此进行定性和定量分析。
能谱色散型X荧光光谱仪(ED-XRF),用X射线管产生原级X射线照射到样品上,所产生的特征X射线(荧光)直接进入半导体探测器,便可以据此进行定性分析和定量分析。
由于普通能量色散X荧光采用低功率X射线管,又采用滤光片扣除背景和干扰,其背景偏高,分辨率偏小,使得应用范围受到限制,特别是在轻元素的分析受到限制。随之X射线偏振器的诞生,产生了一款新型的能量色散X荧光光谱仪,既偏振式能量色散X荧光光谱仪ED(P)-XRF,再加上SDD探测器的使用,不仅提高了(相对使用正比计数管和Si(PIN)探测器的仪器)的分辨率,免去Si(Li)探测器使用液氮冷却的繁琐和危险,填补了原来普通能量色散X荧光的轻元素检出限高,分辨率差的缺陷,又使得(相对波长色散X荧光用户)购买和使用X荧光仪器的成本大大减低,这使得偏振式能量色散X荧光光谱仪ED(P)-XRF在分析领域的迅猛发展,越来越受到广泛关注。
WD-XRF与ED-XRF的简明比较
项目 | 偏振式能量色散X荧光 | 波长色散型X荧光 | 普通能量色散型X荧光 |
原理 | X荧光经次级偏振靶使X射线产生偏振(提高信噪比)后,进入检测器,经电子学系统处理得到不同元素(不同能量)的X荧光能谱 | X荧光经晶体分光,在不同衍射角测量不同元素的特征线 | X荧光直接进入检测器,经电子学系统处理得到不同元素(不同能量)的X荧光能谱 |
结构 | 无扫描机构,只用一个检测器和多道脉冲分析器,结构简单得多,无转动件,可靠性高 | 为满足全波段需要,配置多块晶体,根据单道扫描和多道同时测定的需要,设置扫描机构和若干固定通道 | 无扫描机构,只用一个检测器和多道脉冲分析器,结构简单得多,无转动件,可靠性高 |
X光管 | 功率低,不需冷却水,X光管寿命长 | 高功率,要高容量冷却系统,X光管寿命短 | 功率低,不需冷却水,X光管寿命长 |
检测器 | SDD | 正比计数器,和λ、晶体、检测器有关 | Si(pin) |
灵敏度 | ug/g级 | Ug/g级 | 轻基体ug/g级,其它10~102ug/g级 |
准确度 | 取决于标样 | 取决于标样 | 取决于标样 |
精密度 | 好 | 很好 | 低浓度时不如WD |
系统稳定性 | 好,工作曲线可长时间使用 | 需作周期性漂移校正,定期作工作曲线 | 好,工作曲线可长时间使用 |
方便性 | 好 | 一般 | 好 |
分析速度 | 快 | 单道慢,多道快 | 快 |
人员要求 | 一般 | 较高 | 一般 |
样品表面 | 要求不高 | 要求平坦 | 要求不高 |
价格 | ¥60~100万/台 | ¥120~250万/台(其中单道¥120~180万/台) | ¥30~70万/台 |
测定元素范围 | 11Na~92U | 5B~92U | 11Na~92U |