便攜式獨居石檢測儀采用了X射線熒光分析(XRF)技術(shù)。當(dāng)儀器發(fā)射出高能X射線照射到獨居石樣品表面時,樣品中的原子受到X射線的激發(fā),內(nèi)層電子被擊出,形成電子空位。外層電子會向內(nèi)層躍遷填補(bǔ)空位,同時釋放出具有特定能量的特征X射線熒光。不同元素的原子結(jié)構(gòu)不同,其特征X射線熒光的能量也各不相同。檢測儀通過探測器接收這些特征X射線熒光,并對其能量和強(qiáng)度進(jìn)行分析,根據(jù)預(yù)先建立的元素特征能量與含量的對應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫,就能確定樣品中獨居石所含元素的種類和大致含量。
除了XRF技術(shù),有些還可能采用其他原理。例如,基于中子活化分析原理的檢測儀,利用中子源發(fā)射中子轟擊樣品,使樣品中的元素發(fā)生核反應(yīng),產(chǎn)生放射性核素。這些放射性核素在衰變過程中會發(fā)射出γ射線,通過檢測γ射線的能量和強(qiáng)度,可以確定樣品中元素的種類和含量。不過,這種技術(shù)由于涉及到中子源,設(shè)備相對復(fù)雜,安全要求高,在便攜式設(shè)備中的應(yīng)用相對較少。還有一些檢測儀可能采用激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LIBS)技術(shù),通過高能量激光脈沖聚焦在樣品表面,使樣品瞬間汽化并產(chǎn)生等離子體,等離子體中的原子和離子在冷卻過程中會發(fā)射出特征光譜,分析這些光譜信息也能實現(xiàn)對樣品元素成分的檢測。
便攜式獨居石檢測儀的主要組成部分:
(一)激發(fā)源
激發(fā)源是產(chǎn)生用于激發(fā)樣品中元素發(fā)射特征信號的能量源。在XRF原理的檢測儀中,激發(fā)源通常是X射線管,它能夠產(chǎn)生高能的X射線束。X射線管由陰極和陽極組成,在高壓電場的作用下,陰極發(fā)射的電子加速撞擊陽極靶材,從而產(chǎn)生X射線。不同的陽極靶材(如銠、銀、鎢等)會產(chǎn)生不同能量特性的X射線,可根據(jù)檢測需求進(jìn)行選擇。
(二)探測器
探測器的作用是接收樣品發(fā)射的特征信號,并將其轉(zhuǎn)換為電信號。常見的探測器有硅漂移探測器(SDD)、正比計數(shù)器等。SDD探測器具有較高的能量分辨率和計數(shù)率,能夠準(zhǔn)確區(qū)分不同能量的特征X射線熒光,從而提高檢測的準(zhǔn)確性和精度。正比計數(shù)器則具有成本較低、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點,但在能量分辨率方面相對較弱。
(三)信號處理與分析系統(tǒng)
該系統(tǒng)負(fù)責(zé)對探測器輸出的電信號進(jìn)行處理和分析。它包括放大器、多道分析器等部件。放大器將探測器輸出的微弱電信號進(jìn)行放大,以提高信號的強(qiáng)度和信噪比。多道分析器則將放大后的信號按照能量進(jìn)行分類和計數(shù),生成特征X射線熒光的能譜圖。通過對能譜圖的分析,結(jié)合預(yù)先存儲的元素特征信息,系統(tǒng)可以確定樣品中元素的種類和含量,并將檢測結(jié)果以數(shù)字或圖形的形式顯示在儀器的顯示屏上。
(四)外殼與機(jī)械結(jié)構(gòu)
便攜式獨居石檢測儀的外殼通常采用高強(qiáng)度、輕質(zhì)的材料制成,如工程塑料或鋁合金,以保證儀器在攜帶和使用過程中的堅固性和耐用性。機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計要合理,便于操作人員手持或放置在樣品上進(jìn)行檢測。同時,外殼還要具備良好的密封性能,防止灰塵、水分等進(jìn)入儀器內(nèi)部,影響儀器的性能和壽命。