空心陰極燈元素?zé)?/strong>是一種特殊形式的低壓輝光放電銳線光源,它在分析化學(xué)、物理學(xué)、地質(zhì)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。其工作原理基于高場電壓下的輝光放電。它主要由一個(gè)陽極(通常為合金鎢棒)和一個(gè)空心圓筒形陰極(由被測元素的金屬或合金化合物構(gòu)成)組成,兩者密封在帶有光學(xué)窗口的玻璃管內(nèi),并內(nèi)充低壓(幾百帕)的惰性氣體(如氖氣或氬氣)。當(dāng)在兩極之間施加200V-500V的電壓時(shí),便產(chǎn)生輝光放電。在電場作用下,電子從陰極發(fā)出并加速向陽極運(yùn)動(dòng),途中與載氣原子碰撞并使之電離,產(chǎn)生的正離子再轟擊陰極表面,將被測元素原子從晶格中濺射出來。這些濺射出來的原子在空腔內(nèi)與其他粒子碰撞而被激發(fā),最終發(fā)射出相應(yīng)元素的特征共振輻射。
1、正確使用電流
不超過最大電流:在使用空心陰極燈時(shí),切勿超過其最大電流。過大的電流會(huì)導(dǎo)致陰極材料大量濺射、熱蒸發(fā)甚至陰極熔化,從而縮短燈的壽命。
設(shè)定工作電流:新元素?zé)舻墓ぷ麟娏鲬?yīng)至少設(shè)定在最大工作電流的75%以保證足夠的化學(xué)靈敏度。低于此值可能導(dǎo)致光能量較低,影響測量結(jié)果。
2、定期預(yù)熱處理
預(yù)熱時(shí)間:空心陰極燈在使用前應(yīng)經(jīng)過一段預(yù)熱時(shí)間,使發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到穩(wěn)定。預(yù)熱時(shí)間通常在20分鐘到30分鐘之間,具體時(shí)間取決于不同元素的燈。
判斷工作狀態(tài):點(diǎn)燃后需觀察陰極輝光的顏色以判斷燈是否正常工作。例如,充氖氣的燈負(fù)輝光顏色為橙紅色,充氬氣的燈為淡紫色,汞燈為藍(lán)色。若輝光顏色異常,應(yīng)對(duì)燈進(jìn)行處理。
3、避免長期放置
定期點(diǎn)燈:長期不用的空心陰極燈可能因氣體泄漏或雜質(zhì)積累而影響正常使用。建議每隔一至三個(gè)月在工作電流下點(diǎn)燃燈一小時(shí),以確保其性能穩(wěn)定。
4、保持光窗清潔
清潔光窗:空心陰極燈的石英窗口應(yīng)保持清潔,以免影響發(fā)光強(qiáng)度和穩(wěn)定性。如發(fā)現(xiàn)窗口臟污,可用高級(jí)鏡頭紙輕輕擦拭干凈。
5、注意反接去氣法
反接去氣:對(duì)于長期擱置或燈內(nèi)有雜質(zhì)的情況,可采用反接去氣法。即將電極反接,用較大電流(例如10-20mA)點(diǎn)亮燈30分鐘左右,以去除雜質(zhì)氣體。
6、冷卻處理
等燈冷卻:剛剛熄滅的燈溫度較高,應(yīng)等其冷卻后再從燈架上取下,以防燙傷或損壞燈體。
7、安裝拿放
輕拿輕放:安裝或移動(dòng)空心陰極燈時(shí)需輕拿輕放,尤其是低熔點(diǎn)元素的燈。使用完畢后,等燈冷卻后方可移動(dòng),以防損壞。
8、更換判斷
及時(shí)更換:當(dāng)檢測能量突然下降、噪聲增大或靈敏度降低時(shí),可能是燈已老化或損壞,應(yīng)及時(shí)更換新的空心陰極燈。
9、安裝注意事項(xiàng)
正確安裝:安裝時(shí)要確保燈頭接線正確且牢固,不要直接觸摸石英窗口,以免留下指紋或其他污漬。安裝后,檢查燈是否穩(wěn)固地安裝在設(shè)備上。