元素灯的广义
空心阴极灯(hollow cathode lamp,HCL)是一种特殊形式的低压辉光放电光源,放电集中于阴极空腔内。当在两极之间施加几百伏电压时,便产生辉光放电。在电场作用下,电子在飞向阳极的途中,与载气原子碰撞并使之电离,放出二次电子,使电子与正离子数目增加,以维持放电。解决办法:将灯在10-20mA电流下反向放电几分钟到半小时,如无效,再在80-12
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元素灯的广义
空心阴极灯(hollow cathode lamp,HCL)是一种特殊形式的低压辉光放电光源,放电集中于阴极空腔内。当在两极之间施加几百伏电压时,便产生辉光放电。在电场作用下,电子在飞向阳极的途中,与载气原子碰撞并使之电离,放出二次电子,使电子与正离子数目增加,以维持放电。解决办法:将灯在10-20mA电流下反向放电几分钟到半小时,如无效,再在80-120mA电流下反向放电,激活吸气剂。正离子从电场获得动能。如果正离子的动能足以克服金属阴极表面的晶格能,当其撞击在阴极表面时,就可以将原子从晶格中溅射出来。除溅射作用之外,且阴极受热也要导致阴极表面元素的热蒸发。溅射与蒸发出来的原子进入空腔内,再与电子、原子、离子等发生第二类碰撞而受到激发,发射出相应元素的特征的共振辐射。与此同时,HCL所发射的谱线中还包含了内充气、阴极材料和杂质元素等谱线。
空心阴极灯异常现象及处理方法
异常现象:不发光。不能使用。
原因:灯头漏气或灯头接线脱落;电源有故障。
解决办法:
先用其它灯检查电源,再用高频真空查漏器检察,如灯壳内无氖光就是漏气(更换新灯);有氖光为接线脱落。
异常现象:只在阴极口外发光。不能使用。
原因:惰性气体压强降低,不能保持正常放电。
解决办法:更换新灯。
异常现象:发光色调正常,特征铺线发射很弱或不能检出。不能正常测定。
原因:长期使用后阴极金属耗尽或所用光电倍增管或放大器不合适。
解决办法:不能复活,应换灯或重新选择合合适的光电倍增管或放大器。
空心阴极灯的设计特点
1. 阴极
阴极是由被分析元素或含有被分析元素的物质制成。如果金属在空气中稳定并具有高熔点,则阴极材料一般使用纯金属(如银)。用于氦气的质量数较低不仅造成其溅射效应明显较小,而且还会因其气体耗尽造成灯的寿命缩短。如果金属本身比较脆,则一般使用烧结的金属粉末(如锰、钨)。如果金属本身在空气中比较活泼,或具有较高的相对蒸汽压,则一般使用金属的氧化物或卤化物(如镉、钠)。粉末技术也应用于制造含有多种被分析金属的多元素灯。
阴极的直径也是非常重要的,因为灯的发射强度取决于电流密度。
2. 阳极
阳极即为一种简单的能提供放电轰击电压的普通电极。阳极材料一般使用锆,因为它是一种“吸气剂”。
空心阴极灯
空心阴极灯是一种气体放电管,
钨棒构成的阳极和一个圆柱形的空心阴极,空心阴极是由待测元素的纯金属或合金构成。
当在正负电极上施加适当电压(一般为200~500伏)时,在正负电极之间便开始放电,这时,电子从阴极内壁射出,经电场加速后向阳极运动。
电子在由阴极射向阳极的过程中,与载气(惰性气体)原子碰撞使其电离成为阳离子。带正电荷的惰性气体离子在电场加速下,以很快的速度轰击阴极表面,使阴极内壁的待测元素的原子溅射出来,在阴极腔内形成待测元素的原子蒸气云。
蒸气云中的待测元素的原子再与电子、惰性气体原子、离子发生碰撞而被激发,从而发射出所需频率的光。阴极发射出的光谱,主要是阴极元素的光谱(待测元素的光谱,另外还杂有内充惰性气体和阴极杂质的光谱)。
工作过程:高压直流电(300V)---阴极电子---撞击隋性原子---电离(二次电子维持放电)---正离子---轰击阴击---待测原子溅射----聚集空心阴极内被激发----待测元素特征共振发射线。