X射线荧光光谱仪主要由以下几个部分构成:
激发源:通常为X射线管,是X射线荧光光谱仪的重要组件。灯丝和靶极密封在抽成真空的金属罩内,灯丝发射的电子经高压电场加速撞击在靶极上,产生一次X射线,用于激发样品中的元素。
样品室:用于放置样品,部分仪器的样品室支持真空或氦气环境,以优化分析条件。样品台通常具有多个轴向调节功能,可以调整样品的位置和角度,以提高检测精度。
分光系统:波长色散型X射线荧光光谱仪的分光系统主要部件是晶体分光器,其作用是通过晶体衍射现象把不同波长的X射线分开。分光晶体靠一个晶体旋转机构带动,为了检测到特定波长的荧光X射线,分光晶体转动θ角,检测器必须转动2θ角。能量色散型X射线荧光光谱仪则没有复杂的分光系统,依靠半导体探测器直接测量荧光X射线的能量。
检测记录系统:常用的检测器有流气正比计数器、闪烁计数器和半导体探测器等。流气正比计数器适用于轻元素的检测,闪烁计数器适用于重元素的检测,半导体探测器主要用于能量色散型X射线的检测。检测器将X射线光子能量转化为电能,产生脉冲信号,经放大器、脉冲幅度分析器等处理后,由记录显示仪器记录下来,得到荧光X射线谱图。
数据处理系统:通常由计算机和分析软件组成,对检测到的光谱数据进行处理,通过特定的算法和模型,将光谱信息转化为样品中各种元素的种类及含量,生成定性和定量分析结果。