电感耦合高频等离子体 电感耦合高频等离子体（ICP）是二十世纪60年代提出，70年代获得迅速发展的一种新型的激发光源。等离子体在总体上是一种呈中性的气体，由离子、电子、中性原子和分子所组成，其正负电荷密度几乎相等。电感耦合高频等离子体装置的原理示意图如图10.6所示。通常，它是由高频发生器、等离子炬管和雾化器等三部分组成。
高频发生器的作用是产生高频磁场，供给等离子体能量。它的频率一般为30－40MHz，最大输出功率2－4kW。
等离子炬管是由一个三层同心石英玻璃管组成。外层管内通入冷却气Ar以避免等离子炬烧坏石英管。中层石英管出口做成喇叭形状，通入Ar以维持等离子体。内层石英管的内径为1-2mm，由载气（一般用Ar）将试样气溶胶从内管引入等离子体。使用单原子惰性气体Ar在于它性质稳定、不与试样形成难解离的化合物，而且它本身的光谱简单。
试液进样使用雾化器，图10.7是气动雾化器，也有使用超声雾化器。
当高频电源与围绕在等离子炬管外的负载感应线圈（用圆铜管或方铜管绕成2－5匝的水冷却线圈）接通时，高频感应电流流过线圈，产生轴向高频磁场。此时向炬管的外管内切线方向通入冷却气Ar，中层管内轴向（或切向）通入辅助气体Ar，并用高频点火装置引燃，使气体触发产生载流子（离子和电子）。当载流子多至足以使气体有足够的导电率时，在垂直于磁场方向的截面上产生环形涡电流。几百安的强大感应电流瞬间将气体加热至10000K，在管口形成一个火炬状的稳定的等离子炬。等离子炬形成后，从内管通入载气，在等离子炬的轴向形成一通道。由雾化器供给的试样气溶胶经过该通道由载气带入等离子炬中，进行蒸发、原子化和激发。 |
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图10.6 电感耦合高频等离
子体光源示意图 |
图10.7 气动雾化器示意图 电感耦合高频等离子体光源各不同部位的温度如图10.8所示。典型的电感耦合高频等离子体是一个非常强而明亮的白炽不透明的"核"，核心延伸至管口数毫米处，顶部有一个火焰似的尾巴。电感耦合高频等离子体分为焰心区、内焰区和尾焰区三个部分。
图10.8 电感耦合高频等离子体光源的温度 焰心区呈白炽不透明，是高频电流形成的涡电流区，温度高达10000K。由于黑体辐射，氩或其它离子同电子的复合产生很强的连续背景光谱。试液气溶胶通过该区时被预热和蒸发，又称预热区。气溶胶在该区停留时间较长，约2ms。
内焰区在焰心区上方，在感应线圈以上约10－20mm，呈淡蓝色半透明，温度约6000－8000K，试液中原子主要在该区被激发、电离，并产生辐射，故又称测光区。试样在内焰区停留约1ms，比在电弧光源和高压火花光源中的停留时间(10
-2－ 10
-3ms)长。这样，在焰心和内焰区使试样得到充分的原子化和激发，对测定有利。
尾焰区在内焰区的上方，呈无色透明，温度约6000K，仅激发低能态的试样。
电感耦合高频等离子体光源具有稳定性好，线性范围宽，可达4－6个数量级，检测限低达10
-3－10
-4，它应用范围广，能测定数十种元素。但它的雾化效率较低，设备贵。
等离子体光源除电感耦合高频等离子体外，还有直流等离子体（DCP）和微波诱导等离子体（MIP）等
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