ICP焰炬与一般化学方式（化合、分解）产生的火焰截然不同。用于光谱分析的ICP焰炬呈环状结构，外围的温度高，中心的温度低外围是个明亮的圆环，中心有较暗的通道（习惯上称之为中心通道或分析通道）。环状结构的形成，主要是高频电流的趋肤效应和载气冲击双重作用的结果。环状结构是ICP优越分析性能的主要原因。
趋肤效应是指高频电流在导体表面集聚的现象。等离子体具有很好的导电性，与通常的导体一样，也具有表面集聚的性能。趋肤效应的大小，常用趋肤深度δ表示，它相当于电流密度下降为导体表面电流密度1/时距离导体表面的距离。即离导体表面δ处，电流密度已降至表面电流密度的约36.8％，大部分能量汇集在厚度为δ处的表面层内，使感应区呈现很高的能量密度。趋肤深度的大小，与高频电流的频率有如下关系:
式中，f 为高频频率，Hz；μ为相对磁导率（对气体而言，μ＝1）；δ为电导率。可以看出频率愈高，趋肤效应愈显著。
实验发现为了使样品有效引进等离子炬，与使用的高频频率有关。当所用频率过低（低于7MHz）时，形成如图2（a）所示泪滴状等离子体，炬焰呈泪滴状实心结构。这时，引入样品气溶胶由炬焰外侧滑过，样品无法引入ICP火炬的中心通道而不被激发。随着频率增高，趋肤效应增大，趋肤层变薄，当频率增大到7MHz以上时，形成具有环状结构和中心通道的ICP炬焰，见图2（b）。样品被有效地带入中心通道而被激发，形成稳定的ICP焰炬，具有优越的分析性能。目前商品仪器的ICP光源频率采用27.12MHz和40.68MHz均可获得很好的分析性能。
图2 等离子体焰炬形状
1969年 Dickinson和Fassel报道实现了这种环状结构的ICP焰炬，多数元素的检出限达到0.1～10ng/mL，从实验上实现了用ICP作为激发光源，成为ICP光谱分析发展过程中的一个重要阶段。
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