光电光谱讲座九

9.光电光谱定量关系式

光电光谱分析中,试样经光源激发后所辐射的光,经入射狭缝到色散系统光栅,经过分光以后各单色光被聚焦在焦面上形成光谱,在焦面上放置若干个出射狭缝,将分析元素的特定波长引出,分别投射到光电倍增管等接收器上,将光能转变成电信号,由积分电容储存,当曝光终止时,由测量系统逐个测量积分电容器上的电压,根据所测电压值的大小来确定元素的含量。
试样在激发过程中,其光谱线的强度是不稳定的,因此从接受器输出的光电流的瞬时强度也会有波动,因此常把输出的光电流向积分电容器充电的方法来测量谱线的平均强度。
若积分电容为C,光电流为I,V是经过积分时间T后在积分电容上所达到的电压,则 V=Q/C=1/C∫0tidt-(iT)/C   式中:i为平均光电流,可以看出积分电容器上的电压V正比于平均光电流i和曝光时间T,反比于积分电容器的电容量。在实际工作中,C和T均为常数,其中平均光电流i正比于谱线强度,为此测量了积分电容器的电压,就可对应地求出试样中元素的含量。
在光电光谱分析时,目前多采用自动曝光方法,它是当内标线的强度达到一个预先指定的数值时,使自动曝光自动终止。
设内标线的谱线的强度Is,分析线的谱线强度Ia,与此相对应的光电流分别为is、ia,积分电容器的电容量分别为Cs、Ca,电容器上的电压读数分别为Vs、Va,曝光时间为T,则:
Va=(1/Ca)∫0tiadt=(iaT/Ca)   Vs=(1/Ca)∫0tiadt=(iaT/Ca)
两式相除 Va/ Vs =(Caia)/(Caia)=(CsIa)/(CaIs)
因为 Vs、Cs、Ca均为常数,所以上式可写为:
Va=Vs(Csia)/(Cais)=K*(Ia/Is)=k`Cb
从公式可见,由于Va为常数,为自动曝光终止时的电压值,这样分析线的积分电容器上的电压读数值可代表分享线对的相对强度。