1.高频发生器 • 高频发生器是一个高频功率源，通过同轴电缆向 耦合线圈提供高频能量，在耦合线圈中产生一个 高频的交变电磁场 • 组成：电源部分、电源配电系统、高频部分、控 制系统、自动功率控制系统 • 原理：由三根同心的石英玻璃管组成的等离子炬 管置于耦合线圈中，石英玻璃炬管中通入氮气， 用Tesla线圈使管内少量氩气电离，电子在高频电 磁场作用下碰撞气体原子并使之电离，形成更多 的电子和离子。这一过程连续下去，就可在锅台 线圈中形成一个等离子炬。一般具有10000一 20000K的高温，被分析样品通过等离子炬激发
– 等离子体光源的工作温度比其他光源高，可以 激发那些难激发的元素 – 在这样的高温且又是惰性气氛条件下，几乎任 何元素都不能再呈化合物状态存在 – 原于化条件极为良好，谱线强度大，背景小， 可使测定的检出限降低 – 试样中基体和共存元素干扰小 – 分析结果再现性好、准确度高
4.1.3 ICP等离子体发射光谱仪结构原理
• 固弃物是指被丢弃的固体和片状物质，包括从废 水、废气中分离出来的固体颗粒污泥等简称固弃 物
– 利用发射光谱分析手段主要是监测工业固体废弃物中 的汞、镐、砷、六价铬、铅、镍、铜、锌、锰、钠、 银、钡、铵、硼及其它天机污染成分
4.1.2 发射光谱(ES)的基本原理
• 原子发射光谱分析，简称为发射光谱。它是利用物质发射 的光谱而判断物质组成的一门分析技术 • 发射光谱分析法就基于不同的元素(原子)能产生不同的特 征光谱 • 与原子吸收光谱分析法都基于一共同的基础——原子外层 电子的跃迁。但是两者是相反的过程 • 谱线的强度是发射光谱分析的定量的依据。要使试样中的 原子激发发光，首先就要将它们转化为气态原子，即蒸发 过程。在这一过程中，物质处于等离子体状态。在蒸气云 中心部分带正电和带负电的粒子浓度几乎是相等的。整个 蒸气云接近电中性。在一般光源条件下，蒸气云中的粒子 主要处于不规则热运动和相互碰撞状态。原子或离子在蒸 气云中，依靠粒子间碰撞而发生能量传逐，并以此获得能 量而受激发
4.1.3 ICP等离子体发射光谱仪结构原理
• 特点: 灵敏度高、精密度高、基体干扰少、 线性范围宽、可以作多元素同时分析的优 点 • 作用: 可作环境本底值(背景值)调查监测和 土壤固弃物无机污染监测 • 组成:高频发生器、炬管室、分光仪、测光 系统和计算机系统
4.1.3 ICP等离子体发射光谱仪结构原理
4.1.3 ICP等离子体发射光谱仪结构原理
２.炬管室及其机理 • 炬管室由阻抗匹配器、 耦合线圈和循环冷却水 系统、炬管及炬管调节 机构、气路系统等部分 组成 • 炬管是由石英制成的三 层同心管组成
4.1.3 ICP等离子体发射光谱仪结构原理
• 工作原理：ICP的工作原理如同高频感应加热金属一样， 只是它加热的是石英管内流动的气体。当高频电流通过感 应圈时，感应圈中的炬管内即产生轴向的交变磁场。由于 磁通量的变化。管内气体产生垂直于磁场平面的循环闭合 感生电流，气体被加热并发生电离，从而产生等离子体。 开始时．因气体不是导体，高频磁场不能立刻产生等离子 体．需要点燃这一手续。这时用一个高频探漏器对准炬管 发射，一些气体原子被电离后生成载流子，这些载流于在 磁场的作用下运动，又与气体的其它中性原子碰撞并使它 们电离。中性原子继续电离的结果，使气体产生足够的电 导率，在垂宜于磁场方向的截面上形成闭合环形路径的涡 流，瞬间电流强度可达100一1000A。因为高频磁场的方 向和强度随时间变化、环形路径D上的离子和电子也同样 受到磁场的加速运动。此时若高频探漏器离开炬管，等离 子体也能自持“燃烧”
4.1.3 ICP等离子体发射光谱仪结构原理
• 载有试佯B的载气具有 一定的流速时，就能 穿进等离子体温度较 低的中心，使等离子 体形成中心通道E。经 过通道的试样在周围 高温加热下，温度可 达6000一7000K。在 等离子体F中发生原子 化和激发

4.1.3 ICP等离子体发射光谱仪结构原理
• 特点：
– 低压电源是由市电220v电压经变压器降压后通过双桥进行整流， 经电容滤波为稳乐器提供+-15v串型稳压电源。 – 高压电源是由市电经整流、滤波和稳压变成直流高压电源(一 1000v，20A，稳定度0.05％)供光电倍增管电源。 – 微型计算机系统，包括主机、软盘驱动器、打印机、显示器、软 件操作系统等 – 接口电路包括总线缓冲驱动、命令译码、多路选择控制、中断及 定时、A／D及D／A转换、显示及过程控制电路
4. 土壤和固体废弃物监测技术
4.1土壤及无机固体废弃物监测分析技术
4.1.1 用等离子发射光谱(ICP)测定的项目 • 土壤是指陆地上能生长作物的疏松表层，它介于 大气困、岩石团、水团和生物团之间的环境中的 持有组成部分
– 土壤监测是查情本底值预报和控制土壤环境质量 – 土壤的组成很复杂，利用发射光谱分析手段监测土壤 矿物质及其无机成分
4.1.3 ICP等离子体发射光谱仪结构原理
５.计算机系统 • 由计算机进行控制和数据处理，机型根据 具体情况而定 • 计算机系统应包括主机、软盘驱动器、显 示器和打印机等
4.1.2 发射光谱(ES)的基本原理
4.1.2 发射光谱(ES)的基本原理
4.1.2 发射光谱(ES)的基本原理
3. 谱线强度与试样中元素浓度的关系
• 当其它因素固定时，谱线强度与该元素在蒸气云中的原子总 数成正比。原子数越多、谱线强度越强。又经实验证实：在 固定了分析条件的情况下，谱线强度与该元素在试样中的浓 度成正比。但当浓度较大时、由于自吸现象严重而使谱线强 度随浓度的增大而变得缓慢
３.分光仪 • 分光仪位于主机机拒的上部，由聚光镜、 入射狭缝、光栅、出射狭缝、光电倍增管、 分光室、机内恒温系统等组成 • 聚光镜置于分光室外，入射狭缝、光栅、 出射狭缝、光电倍增管置于分光室内；机 内恒温系统是内部热风循环系统
4.1.3 ICP等离子体发射光谱仪结构原理
４.微机测光系统 • 测光通道数一般为50道左右，每一通道设一放大器．分段 积分测量 • 组成：低压电源、高压电源、微型计算机系统、接口电路 和积分电路