CID CCD的几个常见问题

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1、ICP-OES检测器CID、CCD的几个常见问题1.CID和CCD工作原理的本质区别是什么？2.CID和CCD的饱和溢出问题如何解决？3.CID和CCD的光电转换效率和仪器的灵敏度有何关系？4.CID和CCD哪个寿命更长？5.CID是不是热电的专利技术？1.CID和CCD工作原理的本质区别是什么？本质区别是信号读取的方式不同。CCD的数据是按照事先设定好的时间，时间到了，就按顺序，以1MHz的频率读出。就是一行有1000个像素，则每个像素1s也可以被读1000次。如果时间设定过长了，比如5s，而0.5s就饱和了，怎么办？CCD利用

2、预曝光技术，可以根据0.02s的预曝光获得信号的大小，来自动决定曝光时间和曝光次数。比如软件里面设定积分时间10s，那么有的谱线可能是曝光时间1s，曝光10次，有的可能是曝光时间0.2s，曝光50次。测量的原则是，在不饱和的情况下尽可能用较长的曝光时间，这样数据的稳定性最好。但如果在检测器同一行上面像素点太多的话，问题又来了。比如说落在这一行上面有5条谱线，而这5条谱线的强度依次相差10倍，那无论怎么预曝光都没有一个合适的曝光时间。这又怎么办？办法有3个：把同一行分隔成很多不连续的段，或者减少每一行的像素点，或者用不同的曝光时间曝

3、光多次。分隔成不连续的段，每一段的曝光时间可以分别控制，就是我们3300/4300/5300/7300上面用的SCD。减少每一行的像素，增加行数，就是瓦里安的VistaPro，现在是720/725/730/735。用不同的曝光时间曝光多次，就是我们公司的7000DV，以及瓦里安的VistaMPX/710/715。这就是为什么725/735只有7万像素，反而比715的百万像素测量更好，速度更快的原因。目前还不清楚Spectro、JY以及岛津的ICP上CCD是怎么解决这些问题的，但从他们仪器的分析速度看，应该也是多次曝光的方法。CID

4、的读数方式先检查、后读数。这样每一个像素点的曝光读出时间都是最佳的。检查时不破坏数据，这被热电称为非破坏性读取，但其实读数时数据也要破坏掉，否则电荷一直在那，后面就无法测量了。CID有如下几个问题：1、CID的读数频率有两档：50KHz和200KHz，我们就以最快的来计算，即1秒钟可以读20万次，热电用的CID是29万像素，而每次读数的同时还需要和参考值比较，等于至少读两次，这样每个像素至少2s才可能被读取一次。如果这次的数据比较小，不能读出的话，下次再读出至少也是又2s以后了。所以热电的积分时间常常是30s甚至更长。而用SCD则

5、不超过5s。2、如果样品里面元素的含量较高，则很可能在1s内就饱和了，还没来得及被检查大小就已经饱和了。所以热电的ICP做不了主成分的含量。为了减轻这个问题，热电把狭缝弄得很小，这样使得仪器的灵敏度很低。6500radial做1ppm的Mn，灵敏度是1.7万cts，6500DUO做1ppm的Mn，灵敏度是17万cts，而7300DV做1ppm的Mn，灵敏度是40万cps，7000DV做1ppm的Mn，灵敏度是800万cps。备注：cts和cps都是countspersecond的缩写，只是大家缩写所用的字母不同，但意义是相同的。3

6、、CID读数前的检查，是靠每一行和每一列上面的数据线来确定坐标，坐标确定了就能确定像素点的位置。而CCD的读数线路是在CCD的旁边，CCD不能确定每个像素的坐标，要读数就读一整行（SCD上每一段就相当于一整行）。成也萧何败也萧何，CID的读数线在像素的上面，会挡住很多的光，因而其光电转换效率（量子化效率，QE）是非常低的，见右图，实际用的是红色的有荧光涂层的，在紫外区只有20%。CCD在紫外区的QE在70%左右。备注：从图中可以看出，不用荧光涂层的反而QE更高，为什么不用标准的无涂层的呢？因为标准的无涂层的QE波动太厉害，波长差一

7、点点，QE就差很多，这样分析时元素的谱峰就会变形，让客户以为有很强的干扰呢。2.CID和CCD的饱和溢出问题如何解决？对于CCD来说，解决溢出是很容易的。每一行像素和另一行像素之间，都有一个接地线，这个接地线会接到每个像素的特定位置，当像素里面积累的电荷过多时，电子占据的位置就会更深，就会触及地线而被放电。所以无论光有多强，CCD像素上的电子也不会流到旁边的像素上。软件读到100万电子，就会把这个像素点的读数标为饱和。（我们软件最短曝光时间可以为0.01s，能获得上亿的强度）如果饱和了，则这个数据就没有意义了，要稀释样品，或者换弱

8、的谱线，然后重新进行分析。这也浪费时间。而SCD在分段时就考虑了哪些地方会出强光，所以基本上就不会饱和，除非人为地故意拿极高的含量去测量最灵敏的谱线。1324相比之下，当含量都很低时，CID也没有饱和溢出的问题，如下面左图所示。但如果样品中有高含量