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仪器的类型和基本组成部分
来源:EWG1990仪器学习网 | 作者:admin | 发布时间: 2022-09-28 | 742 次浏览 | 分享到:
紫外-可见分光光度计按使用波长范围可分为可见分光光度计和紫外-可见分光光度计两类(统称为分光光度计)。

1.仪器的分类

紫外-可见分光光度计按使用波长范围可分为可见分光光度计和紫外-可见分光光度计两类(统称为分光光度计)。前者的使用波长范围是400~780nm;后者的使用波长范围为200~1000nm可见,分光光度计只能用于测量有色溶液的吸光度,而紫外可见分光光度计可测量在紫外、可见及近红外光区有吸收的物质的吸光。紫外-可见分光光度计按光路可分为单光束和双光束两类。单光束分光光度计是:光源发出的光经单色器分光后的一束平行光,轮流通过参比溶液和样品溶液,以进行吸光度测定。这种简易型仪器结构简单,操作方便,适用于常规分析。双光束分光光度计有二类,一是光源发出的光由单色器分光后,经反射镜分解为强度相等的两束光,一束通过参比池,另一束通过样品池。光度计能自动比较两束光的强度,此比值即为试样的透射比,经对数变换将它转换成吸光度,并作为波长的函数记录下来。此类仪器一般都能自动记录吸收光谱曲线。由于两光束同时分别通过参比池和样品池,还能自动消除光源强度变化所引起的误差。二是光源发出的光由单色器分光后被分成两束,一束直接到达检测器另一束通过样品后到达另一检测器。这种仪器称为比例双光束分光光度计,它的优点是可以监测光源变化带来的误差,但并不能消除参比造成的影响。


2.仪器的基本组成部分

目前,紫外可见分光光度计的型号较多,但它们的基本结构都相似,都由光源、单色器、样品吸收池、检测器和信号显示系统五大部件组成,其组成框图见下图

光源→
单色器→吸收池→检测器→信号显示系统


紫外-可见分光光度计组成部件框图


由光源发出的光,经单色器获得一定波长单色光照射到样品溶液,被吸收后,经检测器将光强度变化转变为电信号变化,并经信号指示系统调制放大后,显示或打印出吸光度A(或透射比τ),完成测定。


(1)光源 

光源是提供入射光的装置。对光源要求是:在所需完的光谱区域内,发射连续的具有足够强度和稳定的紫外及可见光。并且辐射强度随波长的变化尽可能小,使用寿命长。可见光区常用的光源为钨灯和碘钨灯,其波长范围为350~1000nm;紫外光区常用的光源为氢灯或氘灯,其中氘灯的辐射强度大,稳定性好,寿命长,因此近年生产的仪器多使用氘灯,氢灯和氘灯发射的连续光谱波长范围为180~360nm。


(2)单色器

单色器是能从光源辐射的复合光中分出单色光的光学装置。单色器一般由入射狭缝、准光器(透镜或凹面反射镜使入射光成平行光)、色散元件、聚集元件和出射狭缝等几部分组成。其核心部分是色散元件,起着分光的作用。*常用的色散元件是棱镜和光栅光栅是利用光的衍射与干涉作用制成的,它可用于紫外、可见及红外光域,而且在整个波长区具有良好的、几乎均匀一致的分辨能力,现在仪器多使用它。


入射、出射狭缝、透镜及准光镜等光学元件中狭缝在决定单色器性能上起重要作用。狭缝大会影响单色光的纯度,但过小的狭缝又减弱入射光强。


(3)吸收池

吸收池是用于盛装被测量溶液的装置。一般可见光区使用玻璃吸收池,紫外光区使用石英吸收池。紫外-可见分光光度计常用的吸收池规格有0.5cm、1.0cm、2.0cm、3.0cm、5.0cm等,使用时,根据实际需要选择。


(4)检测器

检测器是将光信号转变为电信号的装置。常用的检测器有硒光电池、光电管、光电倍增管和光电二极管阵列检测器。硒光电池结构简单,价格便宜,但长时间曝光易“疲劳”,灵敏度也不高;光电管的灵敏度比硒光电池高;光电倍增管不仅灵敏度比普通光电管灵敏,而且响应速度快,是目前高、中档分光光度计中*常用的一种检测器;光电二极管阵列检测器是紫外可见光度检测器的一个重要进展,它具有极快的扫描速度,可得到三维光谱图。


(5)信号显示器

信号显示器是将检测器输出的信号放大并显示出来的装置。常用的装置有电表指示、图表指示及数字显示等现在绝大多数紫外-可见分光光度计都装有微处理机,一方面将信号记录和处理,另一方面可对分光光度计进行操作控制。