多道型凹面ICP发射光谱仪结构及特点-华普通用

多道型凹面光栅光谱仪（Paschen-Runge 型）

早期商品化ICP发射光谱仪均由火花光源直读光谱仪改造完成，除将其火花光源更改为等离子光源外，测光系统稍加改变，分光系统基本采用凹面光栅作为色散器。它的原理见图1。

 图1 多通道光谱仪

从ICP光源发射光经聚光镜照到入射狭缝上，狭缝装在光栅的“罗兰圆”（Rowland circle）上，起光谱仪光源作用。进入凹面光栅，经光栅衍射后的单色光按波长不同，分别照射到在“罗兰圆”安置的各个波长的出口狭缝上，出口狭缝后放置光电倍增管，使之测量强度。

凹面光栅光谱仪的特点：它的光栅既作为色散元件，同时又起到准直系统和成像系统的作用，所以结构简单，由于分光器内无移动部件，所以性能稳定，分析精密度好。但该仪器安排出口狭缝的数量有限，最多可排48个出口狭缝，分析元素有限。另外选择分析谱线的灵活性差。

目前仪器公司生产的ICP发射光谱仪，采用凹面光栅分光系统与CCD检测器结合，生产多通道型仪器具有很多优点，尤其在超紫外光区域（＜190nm）非金属元素的谱线，其检出限低，抗光谱干扰能力强，是其他ICP发射光谱仪难以得到的。其光谱仪结构见图2。

图2 多通道用CCD检测ICP发射光谱仪 

如图所示：ICP发射光谱仪的分光系统采用 Paschen-Runge装置，光栅2924gr/mm或更高刻线。在“罗兰圆”（Rowland circle）上装多块线阵CCD检测器，有用于测量125～360nm紫外和近紫外光谱区域的，也有用于测量可见光区到近红外光区谱线的。为了检测真空紫外光区的谱线，采用带自净化装置的密闭充氩气的紫外光学室，以除去空气中氧气，使之测定＜190nm分析元素谱线，免除工作时需经常吹气。零级光谱经反射镜作为虚拟的入射狭缝，投射在第二块光栅上，用于检测460nm以上的长波段分析线的元素，可以采用如Na 589nm、Li 670nm、K 766nm等谱线。在等离子体和分光器的界面，用0.5L/min的氯气吹扫，使ICP仪器的分析波长范围可以扩展到由120nm到800mm。其装置结构与火花直读多道仪器相同，充分发挥了高刻线光栅分光分辨率高且均匀的特点，又具有线阵固体检测器可安装更多通道、同时背景测定的优点，使这类ICP仪器篇具有比传统多道仪器更多的优点。

值得一提的是，这类ICP发射光谱仪可以在130～190nm波段内工作，可用Cl 134.72nm谱线测定氯、用Br 163.34nm谱线测定溴、用I 161.76nm谱线测定碘、用S 180.70nm谱线测定硫等。尤其Cl、Br、I、Ga、Ge等最灵敏线均在远紫外区，可选择其最灵敏线进行分析，使之降低检出限。同时可选用120～180nm光区的无干扰谱线，避免谱线干扰。可以测定10^-6级以下的痕量卤素。