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光电倍增管光谱仪与CCD光谱仪的比较有哪些区别?
贵阳利特斯仪器光电直读光谱仪(WL8A)主要由激发光源、光学系统、检测系统三个部分组成,与分析通道问题相关的是检测系统。目前绝大多数光谱仪的光电检测器均为光电倍增管(PMT),每条选定的分析谱线对应一个光电倍增管,构成分析通道。此种检测类型设计具有性能稳定,信号增益效率高(105--106倍)的特点,且分析通道相互独立,相互间不受影响。电感耦合器件(CCD)是近年来才应用在火花直读光谱仪的电子检测...

贵阳利特斯仪器光电直读光谱仪(WL8A)主要由激发光源、光学系统、检测系统三个部分组成,与分析通道问题相关的是检测系统。

目前绝大多数光谱仪的光电检测器均为光电倍增管(PMT),每条选定的分析谱线对应一个光电倍增管,构成分析通道。此种检测类型设计具有性能稳定,信号增益效率高(105--106倍)的特点,且分析通道相互独立,相互间不受影响。

电感耦合器件(CCD)是近年来才应用在火花直读光谱仪的电子检测器件,他可以实现全谱检测,既无分析通道的概念。在国外CCD检测器主要用于移动式光谱仪,即主要用于金属材料牌号分类与鉴别,而不做精确定量分析。

CCD检测器件的应用使光谱仪实现小型化成为可能,但是由于此项技术在这一领域应用时间比较短,很多问题有待进一步完善。其主要问题如下:

1CCD检测器受环境条件,尤其是受温度的影响较大,因此环境条件的变化对仪器长期稳定性的影响问题很突出,特别对于炉前实验室快速定量分析,其环境影响问题更加明显,在进行分析时,CCD型的仪器一般要求在每一次分析时都要先激发标样样品进行仪器校正,然后才能对样品进行分析,否则,误差很大。而通道型的以光电倍增管做检测器的仪器分析结果很稳定,在进行一次校正后可以保证很长一段时间内是很稳定的,期间可以放心进行样品分析。

2CCD属于电子检测器件,其自身的检测能力也带来了背景高、波动大、输出放大噪声严重的缺点,CCD的光电信号转换率随环境温度的改变而变动,ccd在低温工作时(150k),暗电流非常低,但是在常温下暗电流很高,而且温度的变化能够引起ccd性能的较大变化,因此CCD检测器的温度工作温度在1+0.5这样的温度范围内,这就需要在光谱仪中添加制冷设备,而且必须防止由于低温引起在CCD检测器表面的结露现象,而采用充氩气的光室在ccd和光栅、透镜上的结露现象是非常严重的,采用这种方式的仪器寿命很短。

3ccd检测能力强,每台仪器秩序一套体积很小的CCD检测器,但是这也给用户带来极大的隐患,一旦CCD检测器出现故障,就会导致整个仪器陷于瘫痪,且更换时费用高。技术要求高,整个仪器需要重新进行校准。这一点,光电倍增管通道型光谱仪由于分析通道相互独立,即使某个光电倍增管出现故障,其它元素仍可以继续分析,而维修时只需将原来的通道位置上的光电倍增管换掉即可。

4CCD的表面多硅电极吸收紫外光,且存在表面陷阱,真空紫外效率低(20nm以下),所以其优势是光谱波长检测范围在400--800nm,而火花光谱仪的谱线范围在120--800nm之间,采用ccd检测器将牺牲部分元素的检测性能,如碳、磷、硫、硼、砷等元素,其灵敏光谱线波长范围都在300nm以下。而采用光电倍增管作为检测器的光谱仪由于通道相互独立,可以通过选的不同材质的光电倍增管用于不同的波长分析来解决这一问题。

5、采用CCD检测器的直读光谱仪对于元素的常规含量的检测精度(相对标准偏差)一般伟15%,而采用光电倍增管的直读光谱仪对于元素的常规含量的检测精度(相对标准偏差)一般为2%。精度高于CCD型的数倍。

因此,目前对于分析检测要求高的企业,如大型的炼钢厂、电解铝厂、汽车制造厂、铜合金、铅锡合金元素分析等购买的都是以光电倍增管为检测器的光谱仪。

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