荧光光谱仪鉴定规程

一种元素的特征X射线，是由该元素原子内层电子跃迁而产生的。当某元素的原子内层 轨道电子被逐出，而较外层轨道电子落入这一空位时，便产生该元素的特征X射线。
X射线荧光光谱法，即X射线发射光谱法，利用X射线管(激发源)发射的一次(初级)X射 线照射所分析的样品，激发其中每一个元素，使它们各自放射出二次(特征)X射线，又称荧 光X射线。经色散后不同波长的谱线由探测器在不同的衍射角度上接收，由计数器等部件读
表 1 仪器检定项目和等级评定指标
检定项目
仪器等级指标
A级
B级
晶
X 射 线 强 度
体 及 其 谱 线
2θ角－脉冲 高度连锁
计数器能量 分辨率
噪声
计数器线性 (200KCPS时损失)
静态 精密度 动态 精密度
SC 计数器
FPC SC－CuKα FPC－AlKα SC－CuKα FPC－AlKα SC－CuKα FPC－AlKα SC－CrKα FPC－SiKα SC－CrKα FPC－SiKα
检定项目
长期稳定性
(24h) 衍射角 2θ差值
SC－CrKα FPC－SiKα
SC绝对值 FPC绝对值
5 技术要求
测量强度大于验收合 格指标90％
大于合格指标70％
≤10％
≤55％ ≤40％ ≤600C/min ≤60C/min
≤1％
≤15％
65％ 50％ ≤800C/min ≤80C/min
2％
≤0.1％
处)与实测谱线强度的差值，即为偏离值Δn(kcps)。将SC各测量值，填入附录B5-1的相应各
栏中。
2)流气正比计数器
测定检测样品铝块的AlKα谱线强度，测定条件为PET晶体，AlKα的PHA L和PHAW，
积分时间30s。测量时管压定在30kV，管流从5mA或2mA逐步升到50mA。每变动一次管流，
仪器的外观、安装条件和检定环境应符合(5.1)和(5.2)的要求。根据表1的内容，逐项
进行测量。其检定方法见5.5.1～5.5.8。各项计量指标的试验报告见附录B1～B8。
5.5.1 X 射线强度 对检定仪器所装配的每块分光晶体，测量其X射线强度。测量前，首先调节X射线管的
电流和电压，使谱线强度值小于200kcps，并确定检定样品的名称、测量谱线的2θ角及其脉 冲高度分布(PHA)的基线(L)和窗宽(W)。然后，测量X射线强度。测量完毕，把X射线强度值 和所确定的各项条件填入附录B1相应各栏中。 5.5.2 2θ角-脉冲高度连锁
(中文) 波长色散型 X 射线荧光光谱仪检定规程
( 英 文 ) Verification regulation for wavelength dispersive X-Ray fluorescence spectrometer 国家教育委员会 国家教育委员会 毛惠新 1997 年 1 月 22 日 1997 年 4 月 1 日 无
相对湿度：≤70％ 电源电压：单相电源 220V±22V，50Hz±0.5Hz
三相电源 380V±38V，50Hz±0.5Hz 5.2.2 仪器应放在平稳坚实的地平上。仪器室内应无任何酸碱等腐蚀性气体，无尘埃。 5.2.3 仪器接地电阻：≤10Ω。 5.2.4 仪器室内无强烈的机械振动(＜0.2G)和电磁干扰。 5.2.5 仪器在维护、检修等特殊情况下，才进行整机停机；平时应处在分析等待状况。 5.2.6 检定前，仪器必须预热4h以上。 5.3 检测样品
在同一管流下，重复测定三次，取平均值。绘制X射线强度——管流曲线。查出200kcps(直
线处)与实测谱线强度的差值，即为偏离值△n(kcps)。将FPC各测量值，填入附录B5-2相应
Fra Baidu bibliotek
各栏中。
仪器的计数率线性范围的计量指标，用相关系数r表示。计算公式为
r＝ Δn
(3)
200kcps
式中 r——相关系数
3 计量单位
3.1 CPS (Counts Per Second) 在X射线荧光光谱分析中，CPS是指X射线强度I的计数率，即每秒进入探测器的有效X
射线光子数目；也可以以每分钟进入探测器的有效光子数目表示。 3.2 μg/g
为常用的分析元素质量分数w的计量单位。
4 计量要求
仪器的计量要求见表1。表中的仪器等级评定指标，只适用于单通道谱仪和多通道谱仪 的扫描道。多通道谱仪的固定道，由于仪器的类型不同，各有其相应的指标。
0.15％
≤0.2％
≤0.3％
续表
仪器等级指标
A级
B级
≤0.5％
≤1.0％
≤0.10° ≤0.20°
≤0.15° ≤0.25°
5.1 外观要求 5.1.1 仪器应标明仪器名称、型号、生产厂名、出厂日期和仪器编号，并附有出厂合格证 书和说明书。 5.1.2 仪器各部件接触良好，各个调节旋钮、按钮和开关均能正常工作，无松动现象。 5.1.3 面板上的仪表、指示灯和安全保护装置，工作正常。 5.2 安装条件和检定环境 5.2.1 环境温度：恒温。室温：可设定在15℃～26℃范围内的任一温度上，温度变化率小 于1℃/h。
MV_RR_CNJ_0042 波长色散型 X 射线荧光光谱仪检定规程
1. 波长色散型 X 射线荧光光谱仪检定规程的说明
编号 名称
归口单位 起草单位 主要起草人 批准日期 实施日期 替代规程号 适用范围
主要技术要求
是否分级 检定周期(年) 附录数目 出版单位 检定用标准物质
JJG(教委)016-1996
填入附录B4相应各栏中。 5.5.5 仪器计数率的线性范围
1)闪烁计数器(SC) 测定检测样品黄铜的CuKα谱线强度。测定条件为LiF200晶体，CuKα的PHA L和PHAW，
积分时间30s。测量时管压定在30kV，管流从5mA或2mA逐步升到50mA。每变动一次管流，
在同一管流下，测定三次，取平均值。绘制X射线强度——管流曲线。查出在200kcps(直线
2
2 科学技术文献出版社
相关技术文件
备注
2. 波长色散型 X 射线荧光光谱仪检定规程的摘要
2 范围
本检定规程适用于新安装的、使用中的和维修后的各种类型的波长色散型X射线荧光光 谱仪(以下简称仪器)的检定。
仪器用于元素成分分析。它能够在不破坏样品的组成和结构的情况下进行测量，周期表 上能测量的元素从9F到92U，分析元素含量范围广(μg/g～100％)。 2.1 原理
Δn——偏离值
5.5.6 测量精密度
测量精密度时，要调整X射线管的功率，使CrKα和SiKα的谱线强度的计数率，在(100～
200)kcps之间，积分时间定为40s。测量CrKα时，用不锈钢作检测样品。测量SiKα时，用
玻璃作检测样品。
1) 静态精密度
每条谱线连续测量10次，共测3个10次，求出每10次X射线强度平均值X-，标准偏差S和
n－1
式中 s——标准偏差
x- ——10次X射线强度平均值
x——谱线强度每次测量值
n——测量次数
s
RSD＝ x-
(5)
式中 RSD——相对标准偏差
5.5.7 长期稳定性
长期稳定性的测量条件，与动态精密度的测量条件相同。测量方法是每隔2h测定一次
ER＝－A－H－h
(2)
式中 ER——计数器能量分辨率 Ah——脉冲高度分布曲线的半高宽 H——平均脉冲高度
将Ah、H和ER各值以及测量条件，填入附录B3内相应各栏中。 5.5.4 计数器噪声
关闭X射线管电源，分别用SC和FPC计数器重复测量三次，每次积分时间为100s。使用 SC时，测量条件为黄铜，CuKα2θ角度值及其PHA L和W，LiF200晶体；使用FPC时，测量 条件为铝块，AlKα的2θ角度值及其PHA的L和W，PET晶体。分别对SC和FPC的三次测量 值计算出平均值，并换算成每分钟计数，即为该计数器的噪音，把噪音的测量值及其平均值
本检定规程适用于新安装的、使用中的和维修后的各种类型的波 长色散型X射线荧光光谱仪(以下简称仪器)的检定。
仪器用于元素成分分析。它能够在不破坏样品的组成和结构的情 况下进行测量，周期表上能测量的元素从9F到92U，分析元素含量范围 广(μg/g～100％)。 1. 外观要求 2. 安装条件和检定环境 3. 检测样品 4. 自备检测样 5. 检定项目和检定方法 无
上述四个系统，由专用计算机控制和操作。在预先设定的测量条件下，主机(X射线荧 光仪)进行自动测量。测量完毕，计算机进行数据处理，并打印出分析结果。 2.2.2 同时式谱仪结构
同时式谱仪又称多通道X射线荧光光谱仪。它的固定通道所匹配的分光晶体为凹面晶 体。这类谱仪的结构，基本上相当于一系列单通道谱仪的组合，每一个通道都有自己的晶体、 准直器和探测器。这些通道环绕一个共用的X射线管(端窗型)和试样，呈辐射状排列。每一 个探测器都有自己的放大器、波高选择器、计数器和定标器。测量通道基本上是固定的，被 设定在指定的分析线2θ角度上。有些谱仪也配有一、二个扫描通道。
出和记录。根据各待测元素的特征X射线波长进行定性分析，根据谱线的强度进行定量分析。 2.2 构成 2.2.1 顺序式谱仪结构
顺序式谱线仪又称单通道X射线荧光光谱仪。它的分光晶体为平面晶体。这类仪器一般 由四部分组成：X射线发生、X射线分光、检测和记录系统以及操作和控制系统。各系统均 由专用计算机控制和操作。 2.2.1.1 X射线发生系统是由X射线管及其控制部分、高压油箱、高压电缆和X射线管冷却 单元等组成。这些组成部分保证了激发源(X射线管)发射出稳定的、有一定强度的一次X射 线。 2.2.1.2 X射线分光系统是由X射线分光晶体、样品室、真空抽气系统和气路系统组成。X 射线光谱仪包括SC闪烁计数器、第一狭缝、分光晶体、晶体转换器、第二狭缝和FPC流气正 比计数器等。真空抽气系统包括真空泵、真空管道和真空探头。气路系统包括氩和甲烷气瓶、 减压阀、流量计和自动气体调压器等。 2.2.1.3 检测和记录系统是由放大器印刷电路板、PHA的印刷电路板、探测器高压电源的 印刷电路板、接口印刷电路板、防护板、插件板和电源等组成。 2.2.1.4 操作控制系统包括专用于操作系统的微处理机、定标器/定时器、记录仪接口以及 光谱仪各个接口。经脉冲高度选择器分离出来的分析线脉冲高度分布，由计数率计——记录 仪、定标器——定时器读出和显示。 2.2.1.5 专用计算机
仪器的随机附样有不锈钢块(SUS27)，紫铜块(Cu)，黄铜块(BS)，铸铁块(FC)，金属镁
块(Mg)，金属钛块(Ti)，金属铝块(Al)，玻璃，有机玻璃等。对不同厂家生产的仪器在测量 指标时，应根据使用仪器的验收资料中所指定的随机附样进行。
5.4 自备检测样
磷酸二氢钠(NaH2PO4)，氯化钠(NaCl)，硫酸钠(Na2SO4)，金属锡(Sn)等均为分析纯试剂。 5.5 检定项目和检定方法
相对标准偏差RSD。把测量值和计算值，填入附录B6-1相应各栏中。
2) 动态精密度
测量条件和测量方法，与静态精密度相同。动态指的是分光晶体、2θ角、准直器和样
品位置在测量过程中均发生交换变动。把测量值和计算值，填入附录B6-2相应各栏中。
静态和动态精密度的计算公式如下：
∑ (xi－x- )2
(4)
s＝ ⁄
首先确定每一块晶体高、低2θ角度处的测量谱线和检定样品，并调节X射线管的电流 和电压，使每一谱线的测量强度值≤5kcps。闪烁计数器(SC)的连锁检定，是将CuKα线(2 θ，LiF200，黄铜)的脉冲高度分布(PHA)曲线的峰值调到2.0V(或调到仪器某一固定值)，并 以此值作为标准。流气正比计数器(FPC)的连锁检定是将SiKα线(2θ，PET，玻璃)的脉冲高 度分布曲线的峰值调到2.0V(或调到仪器某一固定值)，并以此值作为标准。然后测量各晶体 高、低2θ两个角度处的谱线脉冲高度值(PHA 峰值)，用记录仪画图。测量完毕，按公式(1) 计算漂移值。把测量条件和每一谱线的脉冲高度测量值以及计算得到的漂移值，填入附录
B2相应各栏中。
SC(或FPC)计数器漂移值＝
标准值(2.0V)－测量值( 标准值(2.0V)
V)
(1)
5.5.3 计数器能量分辨率
计数器的能量分辨率，是以脉冲高度分布曲线中峰的半高宽和峰的高度的百分比表示。
调节X射线管的电压与电流，使测量谱线的计数率控制在10kcps左右，并确定各计数器的测 量晶体。用闪烁计数器测量CuKα(黄铜)的脉冲高度分布曲线；用流气正比计数器测量AlK α(Al块)的脉冲高度分布曲线，用记录仪记录脉冲高度分布曲线的图形。测量完毕后，按下 式计算能量分辨率。