光量計

又名光電直讀光譜儀。是採用光電接收器來記錄物質的發射光譜，實現光譜定量分析的一種發射光譜儀器。光量計的光電接收器一般均採用光電倍增管。通常在其分光系統的羅蘭圓上設定一個入射狹縫和多個出射狹縫，每一出射狹縫後均裝有光電接收器並與對應的積分電容器相連。現代的光量計都配備專用的微型電子計算機，可實現分析元素含量直讀及儀器的全自動操作。

基本介紹

• 中文名：光量計
• 外文名：quantometer
• 作用：實現光譜定量分析
• 原理：用光電接收器來記錄物質發射光譜

簡介

光量計是原子發射光譜儀的一種，是用於分析固體金屬樣品的多通道光電光譜儀。由於它使用光子計數器測量各通道的發光強度，故叫光量計。

光量計採用凹面光柵分光系統，使用火花光源。

低壓火花光源利用氣隙的火花放電獲得電漿，其工作原理如下圖所示。放電迴路採用低電壓（200～100 V），大電容（數十微法）來獲得大的放電能量。通過改變電容、電感等參數，可以得到從電弧到火花各種性質的放電。它能將固體金屬樣品直接氣化並形成電漿。

低壓火花光源

固體樣品的製備較容易，對一些樣品只需磨平即可。

光量計的分光系統和檢測系統與上述的ICP光譜儀基本相同。

光量計原理及結構

光量計（quantometer）是原子發射光譜儀的一種，又名光電光譜儀。它是用於分析固體金屬試樣的多通道光電光譜儀。由於它曾使用光子計數器來測量發光強度，因而也稱為光量計。其原理見下圖。

由下圖可以看出，光量計由火花光源、凹面光柵分光器及光電測量裝置及數據處理和控制裝置四部分構成。

光量計原理圖

激發光源

光量計使用的光源有：低壓火花、直流電弧、斷續電弧、空心陰極光源、輝光放電光源等多種。但用得最多的還是低壓火花光源。這類光源在商品儀器中使用的名稱繁多，如凝聚電弧（condenser arc），凝聚火花（condenser spark），電容放電（condenser），低壓火花（low voltage spark）和中壓火花等。雖然名稱不同，但其放電迴路卻大致相同。

放電參數的選擇與分析對象有關：

a.增加放電電壓時，放電的火花性質增強，有利於難激發元素C、S、P的激發。

b.電容量減少時，單位時間的取樣量少，減少譜線的自吸收，有利於擴大標準曲線的線性範圍，對測量高含量試樣有利。

分光系統及測光系統

光量計的分光系統與其他發射光儀基本相同。光量計的光學系統應滿足光譜範圍的基本要求，且必須有足夠的色散率、分辨本領。其色散率一般在0.4～0.8nm/mm之間，由於凹面光柵光學系統元件少，線色散率高，多數用它作為多色儀。通常焦距是0.75m～1.0m。光柵密度為12009/mm～24009/mm。

測光系統主要用光電信增管，測量方式有三種：

（1）直接測量光電流；

（2）全積分法；

（3）脈衝高度分布分析法（pluse height distribution analysis method），這是一種具有較高精度的測光技術（簡稱PDA測光技術）。

典型光量計簡介

典型光量計列於下表。

典型光量計

還有一種移動式光電光譜儀，它是用手持式火花取樣器，用5~10m光纜接到分光器上，攜帶型計算機控制及計算。這種儀器用於料場、倉庫現場分析。

光量計的選用

1. 在測定鋼材中磷、碳、硫時要選用真空型光量計，因其分析線在真空紫外光譜區。
   
2. 分析鋼材及鐵合金時用色散率高的分光系統。
   
3. 分析有色金屬及合金時選用空氣型分光系統，色散率要求亦不高。
   
4. 當進行表面及深度分析時，如鍍鋅鋼板，滲碳鋼、滲氮鋼等，選用輝光放電光源可獲得表面分析數據。
   
5. 當分析易形成夾渣物的元素時（如鋁、硼、鈣、鉛）用PDA測光技術較好。
   
6. 粉末狀樣品及高純樣品宜用直流電弧光源的光量計。