El espectrómetro de fluorescencia Atómica (afs) es un analizador de oligoelementos de alta sensibilidad. El núcleo de su rendimiento radica en el mecanismo único de generación de fluorescencia atómica gaseosa y el diseño de Camino óptico que coincide con precisión con él, que juntos constituyen la piedra angular de la alta sensibilidad y el bajo límite de detección de afs.
I. mecanismo de producción de fluorescencia atómica gaseosa
La generación de fluorescencia atómica es un proceso fotofísico de "excitación - relajación", cuyo mecanismo se puede descomponer en tres pasos clave:
Atomización y formación del Estado del suelo de los átomos libres gaseosos: similar a la espectrometría de absorción atómica (aas), la solución de muestra se atomiza y se envía al atomizador de alta temperatura (generalmente llama de argón e hidrógeno o atomizador de generación de calor / vapor). Aquí, los elementos a medir se disuelven para formar un gran número de átomos libres gaseosos en el Estado del suelo.
Excitación lumínica - absorción por resonancia: esta es la diferencia fundamental entre AFS y aas. Las fuentes de luz de línea aguda de una longitud de onda específica emitidas por lámparas de cátodo hueco de alta intensidad (hcl) o lámparas de descarga infinitas (edl) irradian con precisión estos átomos de Estado del suelo. Cuando la energía del fotón es exactamente igual a la diferencia entre el Estado del suelo del átomo y el nivel de energía de un Estado emocionado, el átomo del Estado del suelo absorberá selectivamente el fotón y saltará a un estado emocionado inestable.
Emisiones fluorescentes - relajación de la radiación: los átomos en estado estimulado tienen una vida útil extremadamente corta (unos 10 segundos), se relajan espontáneamente de nuevo a un nivel de energía más bajo (generalmente el Estado del suelo) y liberan energía en forma de fotones. La luz emitida por este proceso es la fluorescencia Atómica. La característica clave es que la longitud de onda de emisión puede ser la misma que la longitud de onda de excitación (fluorescencia de resonancia) o diferente (fluorescencia no de resonancia), pero ambos llevan información característica de los elementos a medir.
2. diseño de carreteras ópticas
Para lograr eficientemente el mecanismo anterior y ampliar la adquisición de señales, el camino óptico de AFS utiliza dos diseños "dispersos" y "no dispersos" muy diferentes de aas, de los cuales el tipo no disperso es más común debido a su alta eficiencia de recolección de luz.
Su idea central de diseño es "la fuente de luz y el detector están dispuestos en ángulo recto":
Camino de luz estimulado (dirección vertical): haz de luz estimulado emitido por una fuente de luz de alta intensidad, que pasa directamente por el centro del atomizador e interactúa con el vapor atómico. El objetivo de este camino óptico es maximizar la eficiencia de la excitación.
Camino óptico de adquisición fluorescente (dirección horizontal): el detector de tubo Fotomultiplicador (pmt) se coloca en una dirección en un ángulo de 90 grados con el haz de luz estimulado. La ventaja central de este diseño geométrico en ángulo recto es que minimiza la entrada de luz directa fuertemente estimulada de la fuente de luz en el detector, reduciendo así la interferencia de fondo dispersa.
Sistema de filtro óptico: frente al pmt, estará equipado con uno o más tubos ciegos diarios o filtros ópticos. Su función es permitir que solo pasen las longitudes de onda de fluorescencia características de los elementos a medir y bloquear resueltamente la radiación de fondo emitida por otras luces dispersas (especialmente la luz dispersa de la luminiscencia) y el propio atomizador. Esta es la clave para lograr una alta relación señal - ruido.
En resumen, el espectrómetro de fluorescencia Atómica realiza una excitación luminosa efectiva a través de una fuente de luz de alta intensidad, y luego utiliza un camino óptico recto y un sistema de filtro para separar hábilmente la débil señal de fluorescencia Atómica del fuerte ruido de fondo. Este diseño de optimización colaborativa, desde el mecanismo de producción hasta el camino óptico de detección, le da una sensibilidad y una capacidad antiinterferencia que superan con creces la aas, especialmente en la detección de mercurio, arsénico, selenio y otros elementos de hidruro fáciles de formar.