電感耦合等離子體光譜儀可用于地質(zhì)、冶金、稀土及磁材料、環(huán)境、醫(yī)藥衛(wèi)生、生物、海洋、石油、化工新型材料、核工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品商檢、水質(zhì)等各領(lǐng)域及學(xué)科的樣品分析??梢钥焖?、準(zhǔn)確地檢測(cè)從微量到常量約70種元素。
ICP原理:高頻振蕩器產(chǎn)生高頻電流,經(jīng)耦合系統(tǒng)連接在位于等離子體發(fā)生管上端,銅制內(nèi)部用水冷卻的管狀線圈上。
石英制成的等離子體發(fā)生管內(nèi)有三個(gè)同軸氬氣流經(jīng)通道。冷卻氣(Ar)通過(guò)外部及中間的通道,環(huán)繞等離子體起穩(wěn)定等離子體炬及冷卻石英管壁,防止管壁受熱熔化的作用。
工作氣體(Ar)則由中部的石英管道引入,開(kāi)始工作時(shí)啟動(dòng)高壓放電裝置讓工作氣體發(fā)生電離,被電離的氣體經(jīng)過(guò)環(huán)繞石英管頂部的高頻感應(yīng)圈時(shí),線圈產(chǎn)生的巨大熱能和交變磁場(chǎng),使電離氣體的電子、離子和處于基態(tài)的氖原子發(fā)生反復(fù)猛烈的碰撞,各種粒子的高速運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致氣體*電離形成一個(gè)類似線圈狀的等離子體炬區(qū)面,此處溫度高達(dá)6000一10000攝氏。
樣品經(jīng)處理制成溶液后,由超霧化裝置變成全溶膠由底部導(dǎo)入管內(nèi),經(jīng)軸心的石英管從噴咀噴入等離子體炬內(nèi)。樣品氣溶膠進(jìn)入等離子體焰時(shí),絕大部分立即分解成激發(fā)態(tài)的原子、離子狀態(tài)。當(dāng)這些激發(fā)態(tài)的粒子回收到穩(wěn)定的基態(tài)時(shí)要放出一定的能量(表現(xiàn)為一定波長(zhǎng)的光譜),測(cè)定每種元素*的譜線和強(qiáng)度,和標(biāo)準(zhǔn)溶液相比,就可以知道樣品中所含元素的種類和含量。
ICP還可以作為原子化器,如以空心陰極燈為光源,ICP為原子化器的原子熒光光譜儀。這類儀器不采用單色器,以ICP為中心,在周圍安裝多個(gè)檢測(cè)單元(每一元素配一個(gè)檢測(cè)單元),形成了多元素分析系統(tǒng)。ICP作為原子化器大的優(yōu)點(diǎn)在于原子化器具有很高的溫度,多種元素都可得到很好地原子化,散射問(wèn)題也得到克服,由計(jì)算機(jī)控制,燈電源順序地向各檢測(cè)單元的空心陰極燈供電(2,000次/秒),所產(chǎn)生的熒光由相應(yīng)的光電倍增管檢測(cè),光電轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)在放大后由計(jì)算機(jī)處理,并報(bào)出各元素的分析結(jié)果。