波長色散X射線熒光光譜儀

來源：分析測試百科網

我國學者對不同時期WDXRF的進展曾予以評述。WDXRF譜儀從儀器光路結構來看，依然是建立在布拉格定律基礎之上，但儀器面目全新。縱觀30年來的發展軌跡，可總結出如下特點 。

(1) 現代控制技術的應用使儀器精度大幅度提升。WDXRF譜儀在制造過程中，從20世紀80年代起，一些機械部件為電子線路所取代，電子線路又進而被軟件所取代。如一些儀器制造商分別用無齒輪莫爾條紋測角儀和激光定位光學傳感器驅動測角儀，取代傳統θ/2θ齒輪機械運動的測角儀，2θ掃描精度也由齒輪機械運動的±0.001°提高到±0.0002°，2θ掃描速度提高到 80°/s。高壓發生器經歷了高壓放大器穩壓、雙向可控硅與脈沖觸發電路、諧波調制電路到今天的模塊化設計的固態發生器電路，在外電源電壓±10%的變化范圍內，高壓電源的穩定性可達0.00005%。近年來電子學線路由模擬電路發展為數字電路。這些改進既改善了儀器性能又降低了成本，并使XRF譜儀小型化。譜儀24 h長期穩定性達到小于等于兩倍的相對計數統計誤差。

(2) 新型X射線管和多層膜晶體改善了超輕元素的測量。20世紀90年代中期以來相繼推出新型的端窗X射線管，延長了使用壽命，縮短了陽到樣品的距離，端窗口鈹窗厚度從125 μm 改用75 μm或 50 μm; 同時測定輕元素的分光晶體由反射式改用多層膜晶體，可根據需要生產岀不同晶面間距的多層膜晶體。多層膜晶體還具有耐輻照、背景低、信噪比好和使用壽命長等優點，這些新技術的應用使可分析的元素原子序數從9號的氟前推到5號的硼，在特定條件下甚至可測定4號元素鈹。

(3) 檢測技術的改進提高了檢測速度。探測器技術及用于脈沖信號處理的電子學線路的迅速發展，在允許的死時間情況下，探測器接收光子的數量提高了1個數量級以上，如流氣正比計數管由100 kcps提高到 2500 kcps，在保證同樣分析精度情況下，元素的測定時間縮短了近10倍。如在20世紀80年代使用順序式 WDXRF譜儀測定硅酸鹽中10個常規元素需要約30 min，現在僅需3 min 左右。為了將計數率控制在探測器所允許的計數線性范圍內，譜儀在測定同一元素的不同含量時可依據計數率自動調節管電流，確保在較好的條件下測量，在短時間內獲得分析工作者預定的分析結果準確度。采用新的計數線路和多道分析器(MCA) 取代原有脈沖高度分析器，不僅可有效地扣除高次線干擾和晶體熒光干擾，且可同時處理不同幅度的脈沖信號，記錄脈沖信號較原來快了100倍。

(4) 基本參數法已用于常規分析。在定量分析過程中，進行基體校正時，在20世紀80年代初商用軟件配有經驗影響系數法校正的程序，今天各個廠家生產的儀器配置了在線基本參數法程序或可變理論影響系數法程序，當試樣的物理化學形態與標準樣品相似的情況下，使用少量標準樣品甚至一個標準樣品，也可以獲得精確的定量分析結果。

(5) 定性和半定量分析自動化。在20世紀80年代，由有經驗的分析工作者通過查閱掃譜圖來判斷定性分析結果，但要依據定性分析結果估算為含量是十分困難的。現在商品儀器基本上配有定性和無標準樣(半)定量分析軟件，在絕大多數情況下不僅自動給出樣品的元素組成，還可得出近似定量的分析結果。

(6) 譜儀的操作由自動化向智能化發展。在掌握制樣技術基礎上，從事常規分析的人員經短期培訓即可操作儀器，在智能化軟件指引下完成常規試樣分析。如在鋼鐵和水泥等行業，質量控制分析過程中從取樣、制樣、傳輸、樣品裝載和取出、測定和后報出分析結果，以及將分析結果輸出到實驗室自動管理系統與其他分析技術的結果進行匯總，均由軟件完成。配有遠程控制軟件，用作指導維修和分析。

(7) 專業化的儀器和應用軟件發展迅速。各個廠家依據用戶的需要開發出多種軟件包，如分析多層膜分析軟件、地質樣品中的痕量元素測定軟件、氧化物分析軟件、油品中雜質分析軟件、高溫合金和有色金屬分析軟件等，這些軟件提供經過優化的分析方法，并配有適當的標準樣品。在絕大多數情況下可保證獲得準確的分析結果。

(8) WDXRF譜儀和其他譜儀聯合使用受到重視。20世紀末一些廠家推岀WDXRF譜儀和X射線衍射儀聯合使用的儀器，已成功地用于水泥、鋼鐵和電解鋁熔池中電解質的分析，可同時獲得元素組成、價態、物相等信息。