Hệ thống ICP-OES có thể được chia thành các bộ phận quan trọng như sau: hệ thống chuyển mẫu vào plasma, máy phát cao tần RF, torch, hệ quang học và ghi đo tín hiệu (detector).
2.5.2.1 Hệ thống chuyển mẫu vào plasma
Gồm các thành phần như: bơm, bộ phun sương (neulizer) và buồng phun (spray chamber).
- Bơm được dùng để chuyển mẫu từ bình chứa đến bộ phun sương và chuyển dung dịch thải từ buồng phun ra ngoài. Bơm được sử dụng để ổn định tốc độ hút mẫu, giảm thiểu các ảnh hưởng do độ nhớt, t trọng và sức căng bề mặt.
- Bộ phun sương có chức năng chuyển mẫu từ dạng lỏng sang dạng sương để đưa vào plasma. Có nhiều dạng Bộ phun sương khác nhau như: concentric nebulizer (đồng tâm), cross – flow nebulizer (theo dòng), ultrasonic nebulizer (siêu âm),... Mỗi dạng có hiệu quả phun sương khác nhau. Bộ phun sương càng tốt thì tạo được hạt sương có kích thước càng nhỏ và mật độ càng cao.
- Buồng phun dùng loại bỏ những hạt sương có kích thước lớn hơn 10 μm, được đặt giữa bộ phun sương và torch.
2.5.2.2 Torch
Torch gồm hai ống thạch anh kết hợp với injector tạo thành hệ gồm ba ống tròn đồng tâm để chuyển khí Argon và mẫu dạng sương vào plasma.
Luận văn Đại học – Hóa học
Hình 2.1 Cấu tạo của Torch trong ICP-OES
Chức năng chính của dòng khí plasma là làm nguội thành ống thạch anh. Dòng khí phụ trợ giúp ngăn ngọn plasma chạm vào injector và dẫn aerosol mẫu vào plasma dễ dàng hơn.
2.5.2.3 Nguồn phát sóng cao tần RF
Nguồn phát sóng cao tần cung cấp năng lượng để hình thành và duy trì ngọn plasma. Năng lượng được chuyển từ máy phát cao tần vào plasma thông qua cuộn đồng bao quanh torch. Tần số dùng trong ICP-OES thường 40,6 MHz do hiệu quả chuyển năng lượng vào plasma cao, làm tăng nhiệt độ của plasma và cải thiện tính ổn định của plasma. Điều này dẫn đến giảm bức xạ nền, đồng nghĩa với việc tăng độ nhạy của thiết bị.
2.5.2.4 Hệ quang học và ghi đo tín hiệu
Bộ tách sóng có nhiệm vụ phân tách các tia bức xạ thành các tia đơn sắc, sau đó chuyển các tia này đến detector. Đối với thiết bị ICP-OES cổ điển, thiết bị tách sóng là cách tử echellete (dùng bậc nhiễu xạ bằng 1), lăng kính, kính giao thoa. Detector để ghi nhận tín hiệu là ống nhân quang điện PMT (Photomultiplier Tubes). Với thiết bị ICP-OES hiện đại, cách tử nhiễu xạ echelle (bậc nhiễu xạ > 1) được sử dụng cho phân tách bức xạ đa sắc thành tia đơn sắc nhiều bậc. Việc sử dụng nhiều bậc nhiễu xạ của cách tử echelle giúp hệ quang học có độ phân giải cao.
Các dạng detector được sử dụng như PDA (photodiode array), CID (charge injection devides), CCD (charge coupled devides), SCD (segmented array charge coupled devides) để ghi nhận tín hiệu. Các detector này có ưu điểm là có thể ghi đồng thời nhiều bước sóng và dòng tối thấp khi làm lạnh do đó làm giảm tín hiệu nền.
Luận văn Đại học – Hóa học
Hình 2.2 Sơ đồ hoạt động ICP-OES