电感耦合发射光谱仪 原理（电感耦合等离子体发射光谱仪高频发生器频率分析及产生电路分析）
电感耦合发射光谱仪 原理（电感耦合等离子体发射光谱仪高频发生器频率分析及产生电路分析）如果采用更低的频率维持稳定的ICP放电必须有更高的功率，这不仅要消耗更多的电能，还要耗用更多的冷却气体。此外，低频电源的集肤效应弱，不易形成等离子体中心进样通道。反射功率低于10W( reflected power)。一般来说，当电源频率为27.12MHz或40.68MHz时，功率低至300~500W仍能维持ICP火焰的稳定。但欲获得良好的分析性能，高频发生器的功率应高于800W。当分析水溶液样品时，通常采用800~1200W的正向功率分析有机溶剂时功率应增加至1350~1500W。 (2)高频发生器的振荡频率应为27.120MHz或40.68MHz这是由分析性能和电波管理制度两者决定的。
2018-12-05 作者：EWG1990仪器学习网
高频发生器又称高频电源或等离子体电源。在ICP光谱分析技术发展初期，多采用高频电热设备或塑料热合机改装成等离子体电源。改装后的电源频率和功率也不相同，一般频率从1.5~50MHz，功率从1~10kW不等。其性能也有很大差别。经过约20年实践和研究，已明确并统一了对高频发生器的要求。
(1)高频功率应高于1.4kW这里所说的高频功率是指输出到等离子体的功率，经常称为正向功率( forward power)。
反射功率低于10W( reflected power)。一般来说，当电源频率为27.12MHz或40.68MHz时，功率低至300~500W仍能维持ICP火焰的稳定。但欲获得良好的分析性能，高频发生器的功率应高于800W。当分析水溶液样品时，通常采用800~1200W的正向功率分析有机溶剂时功率应增加至1350~1500W。
(2)高频发生器的振荡频率应为27.120MHz或40.68MHz这是由分析性能和电波管理制度两者决定的。
如果采用更低的频率维持稳定的ICP放电必须有更高的功率，这不仅要消耗更多的电能，还要耗用更多的冷却气体。此外，低频电源的集肤效应弱，不易形成等离子体中心进样通道。
(3)功率波动不应超过0.1%在ICP光谱分析中，高频功率显著影响分析线强度和背景光谱强度，是应考虑的主要分析条件之。
功率的波动最终将增加测量误差及检出限。目前多数高频发生器的功率稳定性可达到0.1%，某些类型的发生器可达到0.01%。
(4)频率稳定性应达到或优于0.1%频率对测定的影响要比功率的影响小，但也应有一定要求，以免干扰无线电通信。
此外，频率的波动也将引起高频集肤深度的变化，频率增加会导致集肤深度的降低。
(5)电磁场泄漏辐射强度应符合工业卫生防护的要求按我国《环境电磁波卫生标准》(国标GB9175-88)，频率3~30MHz时一级安全区的电磁波容许强度应小于10V/m，30~300MHz频率范围内容许强度小于5V/m。
目前ICP电源的电磁辐射场远低于此标准。
目前有两种电路可以满足上述技术要求：自激等离子体高频电源和他激式高频电源。自激式电路和他激式电路是根据供给等离子体能量的那一级的电路性质来分类的。在自激式电路中等离子体的能量是由LC大功率自激振荡器直接获得的，通常只有一级，高频振荡是靠输出的一部分正反馈到本级输入端而形成的，因此它的工作频率只取决于本级电路参数。等离子体就是振荡器的负载，负载(等离子体)阻抗的变化会改变振荡器和负载的匹配状态，从而引起输出功率和频率的变化。而在他激式电路中，等离子所需的功率来自于大功率高频放大器。放大器的高频振荡由前一级，叫做激励级供给，激励级的振荡频率由石英晶体振荡器决定，与负载(等离子体)无关。
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由此可见，本级输入的能量是通过正反馈自激励抑或通过外激励，是两种电路形式的根本区别，它们的流程分别为：
自激式电路 电源 →自激振荡器 →ICP形成
他激式电路 石英晶体振荡器 →电压及功率放大 →ICP形成
资料来源：书籍《等离子体发射光谱分析》
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