ED-XRF光譜儀原理詳解

一、什么是ED-XRF光譜儀？

ED-XRF（Energy Dispersive X-Ray Fluorescence，能量色散X射線熒光光譜）光譜儀是一種利用X射線激發(fā)樣品原子發(fā)射特征熒光的分析設備。 當高能X射線照射到樣品表面時，樣品內(nèi)部的原子會吸收能量并發(fā)射出特征性的次級X射線信號。通過分析這些熒光的能量與強度，就能準確判斷樣品中各元素的種類與含量。

簡單來說，ED-XRF光譜儀是一種“非破壞式元素分析技術”，可快速檢測金屬、合金、礦石、土壤、塑料等材料的成分組成。

二、ED-XRF光譜分析的工作原理

ED-XRF的核心原理可分為三個步驟：

1. 激發(fā)過程：X射線管發(fā)射初級X射線，激發(fā)樣品原子內(nèi)層電子。
2. 能級躍遷：當內(nèi)層電子被擊出后，外層電子躍遷補位，釋放出特征X射線。
3. 能量識別：探測器（如SDD硅漂移探測器）記錄這些特征X射線能量信號，并通過能譜分析軟件識別元素種類與含量。

與傳統(tǒng)的波長色散型（WDXRF）不同，ED-XRF無需復雜的晶體衍射系統(tǒng)，體積更小、檢測更快、操作更簡單。這使得ED-XRF技術成為現(xiàn)場檢測與便攜式光譜儀的核心基礎。

三、ED-XRF技術的核心組成

一臺高性能的ED-XRF光譜儀通常包含以下核心組件：

• X射線管：提供穩(wěn)定的激發(fā)能量源；
• 準直器與濾光片系統(tǒng)：控制光斑與能量范圍，實現(xiàn)高選擇性分析；
• 探測器：常用SDD（Silicon Drift Detector），靈敏度高、分辨率優(yōu)；
• 信號處理系統(tǒng)：進行能譜轉換與元素定量計算；
• iCAL智能校準系統(tǒng)（斯派克專利）：自動監(jiān)測漂移并實時校準，確保結果穩(wěn)定可靠。

其中，德國斯派克SPECTRO系列在探測器與校準算法上處于國際領先水平，能夠在2秒內(nèi)完成金屬成分檢測，是全球金屬行業(yè)廣泛采用的ED-XRF解決方案。

四、ED-XRF技術的主要優(yōu)勢

與傳統(tǒng)化學分析或ICP檢測方式相比，ED-XRF技術有以下顯著優(yōu)勢：

• 檢測速度快：數(shù)秒即可獲得結果；
• 非破壞性分析：無需樣品溶解或制備；
• 元素覆蓋廣：可分析從Na到U的多種元素；
• 便攜易用：體積小，適合現(xiàn)場檢測；
• 可定制數(shù)據(jù)庫：快速識別金屬牌號，滿足多行業(yè)需求。

因此，ED-XRF技術被廣泛應用于冶金、金屬加工、廢舊回收、地質(zhì)勘探、汽車制造、航空航天等領域。

五、從實驗室到現(xiàn)場：斯派克的技術創(chuàng)新

作為全球XRF分析領域的領軍品牌，德國斯派克（SPECTRO）憑借40多年光譜分析經(jīng)驗，率先將實驗室級ED-XRF技術移植到便攜設備中。 其代表作——SPECTRO xSORT手持式光譜儀，采用高靈敏度SDD探測器與專利iCAL智能邏輯自校準技術，能夠在惡劣現(xiàn)場環(huán)境中依然保持實驗室級精度。

主要技術亮點包括：