AG-550 X 射线荧光光谱仪工作原理

X射线荧光光谱分析技术作为一种元素检测手段，在工业质量控制、合规检测等领域有着广泛应用。AG-550 X 射线荧光光谱仪依托先进的技术设计，实现了对多类型样品中多种元素的检测，其工作原理围绕 X 射线的产生、与物质的相互作用、荧光信号的采集与分析等核心环节展开，形成一套完整的检测流程。

（一）核心部件与 X 射线产生机制

AG-550的X射线产生系统是检测的基础，核心部件为 W 靶材 X 射线管，搭配 Be 窗设计保障射线传输效率。仪器通过高压发生器提供稳定的供电支持，输入 24VDC±10% 的电压，经过转换后输出 0-50kV 的高压和 0-1.0mA 的电流，输出精度可达 0.01%，为 X 射线管提供稳定的工作条件。

X 射线管采用硅脂冷却方式，控制工作温度，保障使用寿命超过 15000 小时。在高压电场作用下，X 射线管内的电子被加速撞击 W 靶材，产生连续 X 射线和特征 X 射线。仪器配备的风冷型光管管控程序进一步优化散热效果，延长 X 射线管的使用周期，同时确保射线输出的稳定性。

（二）样品作用与荧光信号激发

检测时，样品被放置在承载重量≤20kg 的固定样品台上，样品腔可容纳尺寸达 460mm×300mm×120mm 的各类样品，包括粉末、固体和液体。仪器采用上照式设计，配合 500 万像素高清 CCD 摄像头组成的样品观察系统，能清晰观察样品形态，通过成像准直系统实现对样品的准确点测。

X射线照射到样品表面后，与样品中的原子发生相互作用。原子的内层电子吸收 X 射线的能量后被激发，外层电子跃迁填补内层空位时，会释放出具有特定能量的荧光 X 射线。不同元素的原子结构存在差异，释放的荧光 X 射线能量也各不相同，这一特性成为元素定性分析的关键依据。

为适配不同类型样品和检测需求，仪器配备了6组准直器和4组滤光片，可通过电动自动切换组合。准直器用于控制X射线束的尺寸和发散角度，滤光片则能筛选出特定能量范围的X射线，减少干扰信号，提高检测的针对性和准确性。

（三）信号采集与检测系统工作方式

荧光信号的采集由Si-Pin探测器完成，该探测器采用电制冷技术，无需额外耗材，既提升了测量稳定性，又保证了分析准确性。探测器的探测窗口为铍窗，窗口面积 6mm²，能接收样品释放的荧光 X 射线，检测范围覆盖硫(S)至铀(U)的广阔元素区间，分辨率达145±5eV，确保对不同能量荧光信号的区分。

探测器将接收到的荧光信号转换为电信号，随后传输至全数字化 DP5 处理器进行处理。处理器拥有2048个谱通道，能对电信号进行精细划分和记录，计数率范围在 1000-8000cps，可快速捕捉信号变化。这一过程中，仪器的全封闭式金属机箱设计发挥了重要作用，不仅能屏蔽电磁干扰，还能保障操作环境。

（四）数据处理与分析算法应用

采集到的信号数据通过软件进行分析，AG-550集成了多种成熟的分析算法，包括FP基本参数法、经验系数法和神经网络法，形成综合分析体系。这些算法各有侧重，协同作用实现对复杂样品的解析。

FP 基本参数法基于元素的物理特性和 X 射线与物质相互作用的基本原理，无需依赖大量标准样品即可进行定量分析，适用于多种材料的检测。经验系数法通过引入经验校正因子，修正基体效应带来的影响，提高分析结果的准确性。神经网络法则利用其强大的模式识别和数据拟合能力，处理多元素共存时的谱线重叠问题，优化定量分析精度。

软件系统具备自动谱线识别功能，通过 KLM 标记等方式清晰呈现谱图特征，支持谱重叠比较，帮助操作人员快速识别样品中的元素组成。同时，软件可实现多元素同时定性和定量分析，检测灵敏度范围在 0.01% 到 99.99%，其中 Cd、Cr、Hg、Br 等元素的检出限可达 2ppm，Cl 的检出限为 50ppm，满足各类检测场景的精度需求。

（五）系统控制与保障机制

仪器的运行由联想品牌控制计算机主导，配备 4G 内存和 500G 硬盘容量，搭载 win7 简体中文版操作系统，确保数据处理和系统运行的流畅性。软件支持简体中文、英文等多种语言，操作界面友好，检测结果以 Excel 格式输出，方便数据存储和后续处理。

在安全防护方面，仪器设计了防泄漏保护开关和自动防护开关，全封闭式金属机箱能阻挡 X 射线泄漏，保障操作员的人身安全。仪器的工作环境需满足温度 10-28℃、湿度 40%-80% RH 的条件，同时应避免靠近强磁场、电场、高频装置，减少振动和粉尘干扰，避免日光直射，这些环境要求也为仪器稳定工作提供了保障。

AG-550 X 射线荧光光谱仪通过各部件的协同工作和先进算法的支撑，实现了从 X 射线产生、信号激发、采集到数据分析的全流程自动化运行，其工作原理的科学性和实用性，使其能够满足 RoHS/WEEE/EN71 标准及 ELV 指令相关管控要求，为多行业的材料检测提供可靠的技术支持。