工作原理
能量色散型XRF(ED-XRF)通过半导体探测器直接接收样品受激发后产生的特征X射线,按能量转换为电信号,经电子学电路处理后形成元素特征谱线。其核心在于无需分光晶体,通过探测器能量分辨率区分不同元素,实现多元素同步检测。
波长色散型XRF(WD-XRF)利用晶体衍射效应,将特征X射线按波长分散成不同谱线。样品受激发后,分光晶体将不同波长的X射线分离,探测器接收特定波长信号,结合布拉格定律实现元素分析。其核心在于分光晶体对波长的精确筛选,确保高分辨率检测。
优势边界
分辨率与灵敏度
WD-XRF采用分光晶体,可有效分离相邻元素特征谱线,分辨率更高,尤其适合痕量元素分析(检测限达μg/g级)。ED-XRF分辨率相对较低,但在高能光子范围内表现更优,且轻基体条件下检测限可达10~10²μg/g级。
分析速度与操作便捷性
ED-XRF无需更换分光晶体,可同时检测所有元素,分析速度快(60-100秒完成多元素测定),操作简便,适合生产线快速筛查。WD-XRF需根据元素选择晶体,单元素分析耗时较长(2-5分钟),但多道分析器可缩短多元素检测时间。
样品适应性
ED-XRF对样品形状无特殊要求,可直接分析固体、粉末、液体,适合不规则样品检测。WD-XRF需样品表面平整(如固体打磨、粉末压片),以确保检测精度,但制样设备易获取,制样过程标准化。
设备成本与维护
ED-XRF结构简单,功率低(<100W),无需大功率冷却系统,设备成本较低(4万−15万),维护简便。WD-XRF配备大功率X光管(1-4kW)及精密分光系统,设备成本较高(10万−40万),但使用寿命长(>10年),长期稳定性更优。
应用场景
ED-XRF:适用于工业质检、环境监测等需快速检测的场景,如塑料制品RoHS合规性验证、矿石品位在线监控。
WD-XRF:适用于科研、地质勘探等需高精度分析的场景,如土壤重金属含量测定、矿物成分解析。