空心陰極燈元素燈是一種特殊形式的低壓輝光放電銳線光源,它在分析化學、物理學、地質學等多個領域具有廣泛的應用。其工作原理基于高場電壓下的輝光放電。它主要由一個陽極(通常為合金鎢棒)和一個空心圓筒形陰極(由被測元素的金屬或合金化合物構成)組成,兩者密封在帶有光學窗口的玻璃管內,并內充低壓(幾百帕)的惰性氣體(如氖氣或氬氣)。當在兩極之間施加200V-500V的電壓時,便產生輝光放電。在電場作用下,電子從陰極發(fā)出并加速向陽極運動,途中與載氣原子碰撞并使之電離,產生的正離子再轟擊陰極表面,將被測元素原子從晶格中濺射出來。這些濺射出來的原子在空腔內與其他粒子碰撞而被激發(fā),最終發(fā)射出相應元素的特征共振輻射。
1、正確使用電流
不超過最大電流:在使用空心陰極燈時,切勿超過其最大電流。過大的電流會導致陰極材料大量濺射、熱蒸發(fā)甚至陰極熔化,從而縮短燈的壽命。
設定工作電流:新元素燈的工作電流應至少設定在最大工作電流的75%以保證足夠的化學靈敏度。低于此值可能導致光能量較低,影響測量結果。
2、定期預熱處理
預熱時間:空心陰極燈在使用前應經過一段預熱時間,使發(fā)光強度達到穩(wěn)定。預熱時間通常在20分鐘到30分鐘之間,具體時間取決于不同元素的燈。
判斷工作狀態(tài):點燃后需觀察陰極輝光的顏色以判斷燈是否正常工作。例如,充氖氣的燈負輝光顏色為橙紅色,充氬氣的燈為淡紫色,汞燈為藍色。若輝光顏色異常,應對燈進行處理。
3、避免長期放置
定期點燈:長期不用的空心陰極燈可能因氣體泄漏或雜質積累而影響正常使用。建議每隔一至三個月在工作電流下點燃燈一小時,以確保其性能穩(wěn)定。
4、保持光窗清潔
清潔光窗:空心陰極燈的石英窗口應保持清潔,以免影響發(fā)光強度和穩(wěn)定性。如發(fā)現窗口臟污,可用高級鏡頭紙輕輕擦拭干凈。
5、注意反接去氣法
反接去氣:對于長期擱置或燈內有雜質的情況,可采用反接去氣法。即將電極反接,用較大電流(例如10-20mA)點亮燈30分鐘左右,以去除雜質氣體。
6、冷卻處理
等燈冷卻:剛剛熄滅的燈溫度較高,應等其冷卻后再從燈架上取下,以防燙傷或損壞燈體。
7、安裝拿放
輕拿輕放:安裝或移動空心陰極燈時需輕拿輕放,尤其是低熔點元素的燈。使用完畢后,等燈冷卻后方可移動,以防損壞。
8、更換判斷
及時更換:當檢測能量突然下降、噪聲增大或靈敏度降低時,可能是燈已老化或損壞,應及時更換新的空心陰極燈。
9、安裝注意事項
正確安裝:安裝時要確保燈頭接線正確且牢固,不要直接觸摸石英窗口,以免留下指紋或其他污漬。安裝后,檢查燈是否穩(wěn)固地安裝在設備上。