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【科普】紫外可見分光光度計(jì)的基本結(jié)構(gòu)

2021年08月16日 14:03 來(lái)源：青島埃侖通用科技有限公司
　　紫外可見分光光度計(jì)的型號(hào)繁多，但它們的基本結(jié)構(gòu)都相似，都是由光源、單色器、吸收池、檢測(cè)器和信號(hào)顯示系統(tǒng)五個(gè)部分組成。
　　紫外可見分光光度計(jì)的工作原理是由光源發(fā)出連續(xù)輻射光，經(jīng)單色器按波長(zhǎng)大小色散為單色光，單色光照射到吸收池，一部分被樣品溶液吸收，未被吸收的光經(jīng)檢測(cè)器的光電管將光強(qiáng)度變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)變化，并經(jīng)信號(hào)顯示系統(tǒng)調(diào)制放大后，顯示或打印出吸光度A（或透射比T），完成測(cè)定。
　　一、光源
　　光源是提供符合要求的入射光的裝置，紫外可見分光光度計(jì)可見光區(qū)常用的光源為鎢燈，紫外光區(qū)常用的光源為氫燈或氘燈。
　　1.1．鎢燈是常用的可見光光源，它可發(fā)射的波長(zhǎng)為325~2500nm的連續(xù)光譜，其中最適宜的使用波長(zhǎng)范圍為320~1000nm，因此，也可用做近紅外光源。電能將鎢燈加熱到白熾時(shí)，發(fā)出的光強(qiáng)度在各波段的分布隨燈絲溫度而變化。燈絲的溫度取決于電源電壓。電源電壓的微小波動(dòng)都會(huì)引起鎢光強(qiáng)度的很大變化。因此必須使用穩(wěn)壓電源供電，鎢燈工作電壓為12V，也可以使用12V的直流電源供電。鎢燈的壽命一般可達(dá)10000小時(shí)以上。
　　目前很多光度計(jì)采用鹵鎢燈代替鎢燈，如7230型、754型分光光度計(jì)等。鹵鎢燈具有較高的發(fā)光效率和較長(zhǎng)的使用壽命。
　　1.2．氘燈是常用的紫外光光源。它發(fā)出的光的波長(zhǎng)范圍為190~400nm，使用波長(zhǎng)范圍一般為190~360nm，為保證發(fā)光強(qiáng)度的穩(wěn)定，也要使用穩(wěn)壓電源供電。氘燈的使用壽命：國(guó)產(chǎn)的一般為500~800小時(shí)，進(jìn)口的一般為1000小時(shí)，少數(shù)的能達(dá)到2000小時(shí)。
　　近年來(lái)，具有高強(qiáng)度和高單色性的激光已被開發(fā)用做紫外光源。已商品化的激光光源有氬離子激光器和可調(diào)諧染料激光器。
　　二、單色器是將光源發(fā)出的連續(xù)光譜分解成單色光，并能準(zhǔn)確方便地“取出”所需要的某一波長(zhǎng)的光的光學(xué)裝置，它是光度計(jì)的心臟。單色器主要由狹縫、色散元件和透鏡系統(tǒng)組成。其中色散元件是單色器的主要部件。常用的色散元件是棱鏡、光柵，或者是兩者的組合。
　　2.1．棱鏡單色器是利用不同波長(zhǎng)的光在棱鏡內(nèi)折射率不同將復(fù)合光色散為單色光，這種現(xiàn)象稱為棱鏡的色散作用。常用的棱鏡由玻璃或石英制成?？梢姽夥秶２捎貌ＡЮ忡R，其色散力強(qiáng)，價(jià)格低廉，但是玻璃吸收紫外光，所以不宜用于紫外光區(qū)。紫外光范圍常用石英作為材料，石英棱鏡的工作波長(zhǎng)范圍為185~4000nm，在紫外光區(qū)有較好的分辨力，而且也適用于可見光區(qū)和近紅外光區(qū)。棱鏡單色器的特點(diǎn)是波長(zhǎng)越短，色散程度越好。越趨向長(zhǎng)波，色散程度越差，所以，單色器用棱鏡的分光光度計(jì)，其波長(zhǎng)刻度在紫外光區(qū)可達(dá)到0.2nm，而在長(zhǎng)波段，只能達(dá)到5nm。
　　2.2．光柵單色器光柵實(shí)現(xiàn)上就是一系列等寬、等距離的平行狹縫，它是利用光的衍射與干涉作用制成的。光柵作為色散元件具有不少*的優(yōu)點(diǎn)，光柵單色器的分辨率比棱鏡單色器的分辨率高，可精確到0.2nm，而且可用的波長(zhǎng)范圍也比棱鏡單色器的范圍寬。所以，目前生產(chǎn)的紫外可見分光光度計(jì)大多采用光柵作為色散元件。
　　三、吸收池是用于盛裝待測(cè)液并決定待測(cè)溶液透光液層厚度的器皿，又稱比色皿。吸收池一般為長(zhǎng)方體，也有圓形或其它形狀的。其底及兩側(cè)為毛玻璃，另兩面為光學(xué)透光面。根據(jù)光學(xué)透光面的材質(zhì)，吸收池又可分為玻璃吸收池和石英吸收池兩種。玻璃吸收池用于可見光區(qū)測(cè)定，石英吸收池用于紫外光區(qū)的測(cè)定。吸收池的規(guī)格以光程為標(biāo)志。常用的吸收池規(guī)格有0.5cm、1.0cm、2.0cm、3.0cm、5.0cm等。
　　四、檢測(cè)器是將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置。測(cè)量吸光度時(shí)，并非直接測(cè)量透過吸收池的光強(qiáng)度，而是將光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電流進(jìn)行測(cè)量，這種光電轉(zhuǎn)換器件稱為檢測(cè)器，又叫接受器。常用的檢測(cè)器有光電池、光電管、光電倍增管及光電二極管陣列檢測(cè)器等。光電池價(jià)格便宜，但長(zhǎng)時(shí)間曝光，會(huì)使靈敏度降低。光電管的靈敏度比光電池高；光電倍增管不僅靈敏度比普通光電管高，而且響應(yīng)速度快，目前中、高檔分光光度計(jì)中一般采用它作為檢測(cè)器。光電二極管陣列檢測(cè)器是紫外可見分光光度計(jì)檢測(cè)的一個(gè)重要進(jìn)展，代表了最新的發(fā)展水平。
　　五、信號(hào)顯示系統(tǒng)是將檢測(cè)器輸出的信號(hào)放大，并顯示出來(lái)的裝置。舊型號(hào)的分光光度計(jì)多采用檢流計(jì)、微安表作顯示裝置，直接讀出吸光度或透光率。新型分光光度計(jì)則多采用數(shù)字電壓表等顯示，并用記錄儀直接繪制出吸收（或透射）曲線，并配有計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理器等。

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