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空心陰極燈
鎖定
- 中文名
- 空心陰極燈
- 外文名
- hollow cathode lamp
- 原 理
- 發射鋭線光源
- 應 用
- 原子熒光光譜法
- 材 料
- 合金鎢棒
- 簡 寫
- HCL
空心陰極燈背景知識
光源
光源的作用是發射被測元素基態原子所吸收的特徵共振線,故稱為鋭線光源(nartow-linesource)。
空心陰極燈定義
空心陰極燈(hollow cathode lamp;HCL)最常用的鋭線光源。它是一種低壓氣體放電管,主要有一個陽極(鎢棒)和一個空心圓筒形陰極(由被測元素的金屬或合金化合物構成)。陰極和陽極密封在帶有光學窗口的玻璃管內,內充低壓(幾百帕)的惰性氣體(氖氣或氬氣)。
[1]
空心陰極燈結構及材料
空心陰極燈陰極
大多數為純金屬或合金,對於一些貴金屬,則將其製成薄片襯在支持電極上。陰極在中間為空桶形狀,空心陰極燈因此得名。
空心陰極燈陽極
空心陰極燈屏蔽層
空心陰極燈發光原理
空心陰極燈(hollow cathode lamp,HCL)是一種特殊形式的低壓氣體放電光源,放電集中於陰極空腔內。當在兩極之間施加200V-500V電壓時
[2]
,便產生輝光放電。在電場作用下,電子在飛向陽極的途中,與載氣原子碰撞並使之電離,放出二次電子,使電子與正離子數目增加,以維持放電。正離子從電場獲得動能。如果正離子的動能足以克服金屬陰極表面的晶格能,當其撞擊在陰極表面時,就可以將原子從晶格中濺射出來。除濺射作用之外,陰極受熱也要導致陰極表面元素的熱蒸發。濺射與蒸發出來的原子進入空腔內,再與電子、原子、離子等發生第二類碰撞而受到激發,發射出相應元素的特徵的共振輻射。與此同時,HCL所發射的譜線中還包含了內充氣、陰極材料和雜質元素等譜線。
因為燈內填充氣體壓力低,壓力變寬很小;陰極温度較低,熱變寬也很小;同時,因為氣體密度低,自吸變寬也不存在。
[2]
HCL基本滿足發射譜線的半寬度窄、譜線強度大且穩定、譜線背景小、操作方便和經久耐用等鋭線光源的基本要求。並且,當採用較大的燈電流時,HCL所發射譜線半寬度變寬和譜線強度增高,此時檢測器的負高壓降低,吸光度讀數穩定。
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空心陰極燈使用注意事項
①注意極性不能接反。
②為了使燈發光強度穩定,在工作電流下預熱10-30min。
③燈長期不用,應定期點燃,一般在工作電流下預熱1h。
空心陰極燈多元素燈
多元素空心陰極燈:將多種金屬粉末按一定的比例混合並壓制和燒結,可製得多元素空心陰極燈,作為陰極。最多可達七種元素,如 Al-Ca-Cu-Fe-Mg-Si-Zn。只要更換波長,就能在一個燈上同時進行幾種元素的測定。缺點是輻射強度、靈敏度、壽命都不如單元素燈。組合越多,光譜特性越差,譜線干擾也大。
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