X熒光光譜儀作為元素分析的重要工具,其核心部件,探測器,對檢測效果和可檢測元素范圍有著關鍵影響。不同類型的探測器,在性能和應用上各有特點。
流氣式正比計數器是常用探測器之一。它主要用來探測波長在0.2—1.5nm的X射線,能量分辨率僅次于半導體探測器,對FeKaⅠ線的分辨率可達10%—20%。這種探測器適用于輕元素的分析,在快速測量和低成本應用場景中表現出色。不過,其窗口較薄容易破裂,需要定期維護氣體系統,以確保氣體密度恒定和X射線吸收的一致性。
閃爍計數器則主要用于探測波長在0.01—0.3nm的X射線,可記錄高達10?—10?cps的計數。它對高能量的X射線具有較好的吸收能力,但對6keV以下的低能量X射線探測效率較差。因此,常與流氣式正比計數器串聯使用,低能量的軟X射線由流氣式正比計數器接收,未接收的能量較高的硬X射線由閃爍計數器接收,從而提高測定鉻至銅之間元素的計數強度。然而,閃爍計數器的光電倍增管較為脆弱,容易受到高壓損壞且無法修復,閃爍體的發光效率也可能隨時間降低。
X熒光光譜儀在多領域檢測
半導體探測器,如Si(Li)和Ge(Li)探測器,具有很高的分辨率和良好的線性響應。它們能夠檢測到ppm級別的元素含量,適用于對精度要求較高的分析。但這類探測器成本較高,且需要在液氮保護下進行低溫操作,這在一定程度上限制了其應用。不過,隨著技術的發展,新型電致冷半導體探測器逐漸替代了液氮冷卻的探測器,如Si-Pin探測器和SDD探測器,它們具有高分辨率、高穩定性,可長期穩定使用,無需外部制冷和充氣,大大拓展了半導體探測器的應用范圍。
不同類型的探測器在X熒光光譜儀中發揮著各自的優勢,根據實際檢測需求選擇合適的探測器,才能獲得更準確、更全面的元素分析結果。