1．高压火花

高压火花发生器的电路如图4-6所示。220V交流电压经变压器T升压至1×10⁴V以上，通过电容器C两端的扼流线圈D向C充电。当C两端的电压达到分析间隙G的击穿电压时，电容器C通过电感L向分析间隙G放电而产生电火花。在交流电下半周时，电容器C又重新充电、放电，如此反复进行。

高压火花放电的稳定性好，这是由于在放电电路中串联一个由同步电机带动的转动电极M（或串联一个距离可精密调节的控制间隙，也可并联一个自感线圈来控制火花间隙），使电火花每半周放电一次或数次，确保在每半周电压最大值的瞬间放电，以获得最大的放电能量。这种放电方式的电极温度较低，这是由于电火花以间隙的方式进行放电，且火花作用在电极上的面积小、时间短。但是由于高压火花的放电时间极短，瞬间通过分析间隙的电流密度很高，因此弧焰的瞬间温度高达10000K，激发能量大。高压火花光源主要用于易熔金属、合金以及高含量元素的定量分析。

图4-6高压火花发生器

M-转动电极，在圆盘上装上钨电极，原盘由同步电机带动，50r/s

2．电感耦合高频等离子体光源

在近代物理学理论中，等离子体（plasma）是一种电离度大于0.1％的气体，由离子、电子、中性原子和分子组成，由于该气体中的电子和阳离子的浓度处于平衡状态，其正负电荷密度几乎相等，在宏观上仍然是一种呈电中性的物质。1960年，工程物理学家Reed设计了环形电感耦合等离子焰炬，认为可将其用于原子发射光谱中的激发光源。随后，光谱学家塞尔和格林菲尔德将之用于原子发射光谱分析，并研制了首台电感耦合等离子发射光谱仪。20世纪70年代，ICP-AES获得了广泛的应用。

电感耦合等离子体（ICP)是由高频电流经感应线圈产生高频电磁场，使工作气体（氩气）形成等离子体，并呈现火焰状的等离子体焰炬。等离子体焰炬可以达到10000K的高温，具备良好的试样蒸发一原子化一待测元素原子激发一电离能力，是一个优秀的原子发射光谱仪光源。电感耦合高频等离子体光源的原理示意图如图4-7所示。通常，它是由高频发生器、等离子体焰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，最大输出功率为2～4kW。

等离子体焰炬管是一个三层同心石英玻璃管。外层管用来通入冷却气体，以避免高温的等离子体焰炬烧坏石英管；中层石英管的出口通常做成喇叭的形状，用来通入工作气体以维持等离子体焰炬；内层石英管的内径一般在1～2mm，载气（一般用氩气）将试样气溶胶化之后，将气溶胶从内管引入等离子体焰炬。等离子体焰炬的冷却气体、工作气体以及载气均使用氩气。这不但是因为氩气是单原子惰性气体，其化学性质非常稳定，不会与试样形成难离解的化合物，还因为氩气本身光谱简单，不会产生较强的背景干扰。

多种等离子体焰炬均可以作为原子发射光谱分析的激发光源，ICP是其中最常见的一种，其形成原理与高频加热原理类似。等离子体焰炬管外缠绕用圆铜管或方铜管制作的高频感应线圈，当高频电源接通时，线圈中流过高频感应电流，从而产生轴向高频磁场。但由于气体在常温下不导电，此时通入工作气体并不会产生等离子体。必须使用“点火装置”（感应线圈或金属棒）产生电火花，使少量气体电离，产生离子和电子等带电粒子。带电粒子在高频电磁场的作用下高速运动，与其他气体原子发生碰撞，碰撞产生的带电粒子又会与更多的气体原子相碰撞，致使带电粒子数目呈几何级数增长。当带电粒子多至使气体有足够的导电率时，就会在垂直于磁场方向的截面上形成一个闭合环形路径的涡流，并同感应线圈相耦合，它们相互作用产生的高温瞬间就可以将气体加热至10000K，在炬管管口形成一个火炬状的稳定的等离子体焰炬。等离子体焰炬形成后，载气从进样管（内管）通入等离子体焰炬中央，在轴向形成一个中央通道。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焰炬中，进行蒸发、原子化和激发。试液进样时使用雾化器，最常见的是气动雾化器，也有使用超声波雾化器的商品仪器。

图4-7电感耦合高频等离子体光源示意图

3．火焰光源

化学火焰特别是烃类火焰也可以作为激发光源，并应用光电检测系统来测量被激发元素所发射的辐射强度，此时通常将其称为火焰光度法，与该法相对应的仪器即为火焰分光光度计。与其他光源相比，火焰设备简单，稳定性高，光谱简单，可以直接分析溶液，由于采用了光电检测系统，因此操作简便而快速。最常用的火焰是乙炔-空气火焰，它的火焰温度较高，燃烧稳定，噪声小，重现性好，燃烧速度不是很快。火焰光度法通常用于碱金属和碱土金属的测定。

4．光源的选择

光源的选择应根据试样的性质（如挥发性、电离电位等）、试样的形状（如块状、粉末等）、含量大小以及不同类型光源的蒸发温度、激发温度和放电的稳定性。几种常见光源的性质和应用见表4-1。

表4-1几种常见光源的性质和应用