1、高职高专教材 分析仪器维护 （第二版）,穆华荣 主编 扬州工业职业技术学院,目 录,第一章 绪论第二章 光学分析仪器的维护第三章 电化学分析仪器的维护第四章 色谱分析仪器的维护第五章 称量仪器的维护第六章 其它分析仪器的维护第七章 分析仪器附加设备的维护,第一章,第一节 可见紫外分光光度计第二节 原子吸收分光光度计第三节 红外光仪器第四节 发射光谱仪,第一节 可见-紫外分光光度计,分光光度计又称吸收光谱仪，是利用产生的单色光通过样品时被吸收形成吸收光谱并加以测量的仪器。它包括分子吸收分光光度计和原子吸收分光光度计等类型，其中分子吸收分光光度计根据所测光谱区域的不同，又可分为可见、紫外、红外分光
2、光度计等。此处主要介绍可见及紫外分光光度计，即通常所说的分光光度计。一、分光光度计的结构、原理及维护目前，各种商品牌号的分光光度计种类很多，但就其结构来讲，分光光度计实际上是由分光计和光度计组成，具体包括光源、单色器（分光元件）、吸收池、检测器和测量信号显示系统（记录装置）等五个部分。其工作原理如图21所示。,图21 分光光度计工作原理图光源产生的复合光通过单色器时被分解为单色光，当一定波长的单色光通过吸收池中被测溶液时，一部分被溶液所吸收，其余的透过溶液到达检测器并被转换为电信号，从而被显示或记录下来。1721型分光光度计（1）仪器的结构721型分光光度计外型如图22所示，它是目前国内企事业
3、单位最常见、应用较广的一种可见分光光度计，主要由光源系统、分光系统、测量系统和接收显示系统四部分组成。该仪器的内部结构和结构方框图见23和24。,图22 721型分光光度计外形图,1光源灯室；2电源变压器； 3稳压电路控制板；4滤波电解电容 ；5.光电管盒；6.比色部分；7波长选择磨擦轮机构；8.单色光器组件；9“0”粗调节电位器；10.读数电表；11稳压电源大功率调整管（3DD15）。 图23(a) 721型分光光度计,内部结构示意图（俯视）,1上盖板固定螺钉；2稳压电路控制板；3保险丝座；4电源输入插座；5电源变压器；6光源灯（12V，25W）；7.稳压电源大功率整流管；8稳压电源大功率调
4、整管3DD102（3DD15）。 图23 (b) 721型分光光度计 内部结构示意图（后视）,图24 721型分光光度计结构方框图,光源系统光源灯采用12V25W的白炽钨丝灯，安装在仪器的单色光器右后端一固定的灯架上，能进行一定范围的上、下、左、右移动，以使得灯丝部分产生的光辐射正确地射入单色光器内，如图25所示。光源电压由仪器内的稳压装置供给。分光系统 分光系统由单色光器部件,入、出射光调节部件等组成。 单色光器部件(如图26所示)包括了狭缝部分、棱镜转动部分、准直镜、凸轮与波长刻度盘等几个部分，图27是单色光器的内部结构示意图。为了减少谱线通过棱镜后呈弯曲形状对单色性的影响，因此将狭缝的二
5、片刀口常制成弧形，以便近似地吻合谱线的弯曲度，而使谱线得到适当的校直，保证了仪器有一定幅度的单色性。狭缝的形状和安装如图2-8所示。,图25 光源灯示意图,1.进光反射镜调节杆;2.波长刻度盘; 3.刻度指示片;4. 波长校正调节螺杆. 图26 单色光器部件,1.色散棱镜;2.拉长弹簧;3.波长凸轮;4.反射镜部件(准直镜);5.波长校正调节螺杆;6.波长刻度盘;7.杠杆部件;8.干燥剂筒部件;9.密封圈;10.盖板;11.入射光出射光调节部件. 图27 单色光器内部结构示意图,图28 狭缝部件,棱镜安装在一个圆形活动板上，使活动的转轴上下两个滚珠轴承定位，并支持它的转动。圆形活动板的一端固定
6、了一个杠杆，前端有一只小的滚珠轴承，紧紧靠在凸轮边缘上，凸轮轴的上端连装了一块波长刻度盘，按照波长刻度盘上的指示刻度，凸轮跟着旋转一定的角度，凸轮的边缘推移了杠杆的位置，因而使棱镜也偏转了一定的角度，出狭缝的光波波长就得到了选择。准直镜是一块长方形玻璃凹面镜，装在镜座上，后部装有三套精密的细牙螺纹调节螺钉，用来调整出射光，聚焦于狭缝，以使出射于狭缝时光的波长与波长刻度盘上所指示的相对应。如图9所示。在单色器部件暗盒盖上，装置了一只硅胶筒，可装干燥硅胶，以保护单色器部件，防止受潮而损坏光学元件，影响波长精度。硅胶筒可以从仪器底部旋下及时更换干燥硅胶（见图7）。,图29 准直镜部件,入、出射光调节
7、部件：入射光在进入狭缝以前，先用一只聚光透镜将光源成像在狭缝上，聚光透镜的焦距可以通过镜筒部件进行适当地调整，入射光的反射镜可以用一只螺杆进行反射角的调整，以便使得光束能正确地投射入狭缝，如图0所示。在单色器出孔处采用了一块圆形透镜，使光束能通过狭缝以后，进入比色皿前再一次聚光，这一措施使得光束进入比色皿时是很集中的，不会产生比色皿框架有挡光的现象。测量系统测量系统包括光电管暗盒部件、光门部件以及对光电管、放大器及光源灯等起稳压作用的稳定电压装置部件。,图210 入射光与出射光调节部件,光电管暗盒部件包括了整个微电流放大器部分。暗盒内的光孔前装有型光电管和一块晶体管放大电路板，光电管暗盒内还有
8、一只干燥筒，存放变色硅酸，可以从仪器底部拆下来，更换干燥硅胶，保证光电管暗盒内始终干燥，放大器正常工作。光电管暗盒部件如图所示。光门部件：在光电管暗盒外部，比色皿盒的右侧装有一套光门部件（见图2），用以控制光电管的工作。当吸收池暗盒盖打开时，光门挡板依靠其自身重量及弹簧向下垂落遮住透光孔，光束就被阻挡而不能进入光电管阴极面；当吸收池暗盒盖关闭，即顶杆向下压紧时，顶住光门挡板上端，在杠杆作用下，使光门挡板打开，从而使光电管对光束进行检测。,图211 光电管暗盒部件,图212 光门部件,稳定电压装置部件分成两个部分，大功率整流管、晶体三极管（大功率调整管）及高容量电容器等装于仪器的左侧。整流堆连同
9、散热片一起装在底板上，一只大功率晶体管3DD15A装在一个大散热板上，以便于这些电子元件的散热，使其能长时间地正常工作。稳压电源部分的采样、信号放大、电压调整的一部分以及一组辅助稳压电源部分同装于一块电路板上。整个仪器只有一个电源变压器，输出1517V，15015V及6V三档电压。接收显示系统比色皿的透射光束经光电管转变为光电流，通过放大器放大后用微安表以吸光度或百分透射比显示其结果。,（2）仪器的电子系统放大器放大器线路原理见图213。以结型场效应管3DJ6F（BG12)作为输入级，选取另一个与12相匹配的结型场效应管13作为恒流源，因此该级实际上是一个源极跟随器。由于两管特性匹配，偏置对称
10、，所以13能有效地消除12栅源电压失调漂移。在放大器的线路中采用运算放大器2（523）作为灵敏度变换级，以克服GD7型光电管在近紫或近红波段的光谱灵敏度较低的缺陷。由于运算放大器具有高增益低漂移的特点，而2又与12一起构成闭环深度负反馈，所以使放大器的稳定性大为提高。,图213 微电流放大器线路原理图,图2-13中，17、18和19为输入级偏置电阻，13和14为运算放大器的输入保护管。20为平衡电阻。3和4分别为放大器的粗、细调零电位器。细调3在面板上，粗调4在左侧盖板内。该调零机构能综合补偿整个放大器的失调和光电管的暗电流。微安表内阻和 21、22、23共同构成反馈回路。转换2可逐档提高灵敏
11、度。26、27、12、13是为防振和消除干扰之用的。15和16的作用是保护微安表。整个放大器装置在一个干燥、密闭、屏蔽良好的铁盒内。放大器稳压电源放大器稳压电源是一个普通的串联调整式稳压电源，其线路原理见图214。,图214 放大器稳压电源原理图,稳压电源中，12V电压供运算放大器用，8V供放大器输入级用，0.7V供调零电位器用。此外，8V还供钨灯稳压电源建立基准之用。钨灯稳压电源钨灯稳压电源采用运算放大器1作为放大环节，从3.7V11.5V连续可调，其线路原理见图2-15。输入220V交流电后，在电源变压器的次级绕组上感应出的交流电经7-10桥式整流，整流后的直流电经7滤波再输入由911和2
12、3构成的稳压电路中。经过稳压电路后的直流电压经11滤波，供给钨灯工作之用。通过调节W2即可改变电源的基准电压。W2为一多圈电位器，即面板上调100%的旋钮。它在仪器中的作用实际上是通过连续调节钨灯的亮度来控制能量。此外，由于钨灯通常在较低的电压下工作，因此可更加有效地延长其寿命并减低整机温升。,图21 钨灯稳压电源线路原理图,（3）721型分光光度计的维护a仪器应安放在干燥的房间内，放置在坚固平稳的工作台上，室内照明不宜太强。热天时不能用电扇直接向仪器吹风，防止光源灯丝发光不稳定。b为确保仪器稳定工作，在220V电源电压波动较大的地方要预先稳压，最好备一台220V磁饱和式或电子稳压式稳压器。c
13、仪器要接地良好。d仪器底部及比色皿暗箱等处的硅胶应定期烘干，保持其干燥性，发现变色应立即换新或烘干后再用。e仪器连续使用时间不宜过长，可考虑在中途间歇半小时后再继续工作。f当仪器停止工作时，必须切断电源，开关放在“关”。,g为了避免仪器积灰和沾污，在停止工作时用塑料套子罩住整个仪器，在套子内应放置防潮硅胶，以保持仪器的干燥。h仪器工作数月或搬运后，要检查波长精确性等方面的性能，以确保仪器的使用和测定的精确程度。i仪器若暂时不用则要定期通电，每次不少于2030min,以保持整机呈干燥状态，并且维持电子元器件的性能。2751G型分光光度计（1）仪器的结构751G型分光光度计是一台测定波长在2001
14、000nm的紫外可见分光光度计，可测定待测物质在紫外区、可见及近红外区的吸收光谱。该仪器主要由光源、单色器和试样室等部分组成。仪器外形及各部分作用见图216。,1.选择开关;2.灵敏度钮;3.暗电流调节钮; 4.试样选择钮; 5.光电管选择钮;6.光门钮; 7.光源电源;8.干燥器筒;9.试样室盖;10.光源室;11.缝宽选择钮;12.狭缝宽度; 13.“0”位计(电表);14.测量读数盘;15.读数盘;16.波长刻度盘;17.波长选择钮。 图216 751G型分光光度计外形图,光源可见光源采用6V36W线状钨丝灯，其光谱范围为3205000nm，工作温度为2500K。为了延长其使用寿命，通常
15、在灯泡内充入氮、氩、氪、氙等不活泼气体，以减少钨的蒸发；采用低的供电电压也可达此目的，一般采用6V的晶体管稳压器供电。紫外光源采用氢弧灯或氘灯，灯丝电压为4V，工作电流为300mA，正常工作时管压降为7090V，外壳为石英玻璃，管座有三根引出线，其中二根为灯丝，一根红色的为高压接线。氢弧灯是一种热阴极的弧光放电灯，石英玻璃的灯管内充入高纯度的氢气。工作时阴极预热几分钟后，断开加热电源， 同时在阳极加上高压，窗口便辐射出180400nm的紫外区连续光谱。单色器单色器由狭缝、准直镜、棱镜等部件组成。,狭缝包括入射狭缝和出射狭缝，安置在同一狭缝机构上，可同时启、闭。狭缝宽度是利用一菱形弹簧支架支持两
16、片狭缝刀片来控制的；通过蜗轮蜗杆带动一个偏心双面凸轮使狭缝作横向移动（狭缝中心是固定不变的），以开启、调节狭缝的宽度；狭缝宽度从02mm可连续的变化，应根据具体情况选择其大小。准直镜安装在单色器左端的内侧，通过三个精密调节螺钉来调节焦距和调整波长的正确位置。棱镜安装在单色器内的上部，通过连杆与精密锥形螺旋式波长凸轮相联，只要旋动波长选择钮，即可通过波长凸轮改变棱镜转动角度，使射出狭缝的单色光的波长发生改变。同时，相应地在波长刻度盘上读出不同的波长值。,试样室试样室内可以放置四只相同规格的比色皿，并备有弹簧夹形件，使比色皿不致歪斜。拉动手柄，可使比色皿依次进入光路中进行测量。滤光片架内装有反光镜
17、，使从光源来的光线经反光镜成450左右射入进光狭缝，必要时可以调节滤光片滑板下方小孔内的调节螺钉，以改变入射角度。为了减少杂散光对测量结果的影响，在滤光片滑板上开有三个圆孔，其中一个圆孔无滤光片，另外两个圆孔分别装有365nm和580nm的滤光片，可根据具体需要选定。光电管暗盒内装有红敏（GD-6）和紫敏（GD5）两只光电管及微电流放大器。两只光电管装在一块拖板上，拉动相连手柄，就可有选择性地把某一光电管移至光路中，以适应不同波长的需要。,在光电管与比色皿之间设置一暗电流控制闸门，暗电流闸门是一个开孔的拖板，推进手柄，光孔就被阻挡；拉出手柄，可使光进入光电管，光线就不断照射到光电管的阴极上，相
18、应的三个触点起到电路转换作用，以便调节暗电流。光电管暗盒是密封的，装有防潮硅胶筒，可经常更换硅胶。整个暗盒由四个特殊的螺钉固定在比色皿座上。（2）仪器的电子系统钨灯稳压电源当仪器使用钨灯作光源时，为保证仪器在工作时的稳定性，要求钨灯灯丝的温度和光通量保持恒定，因此，用稳定性好的稳压电源对钨灯供电是必要的。751型分光光度计的钨灯稳压电源是一个串联调整式稳压电源，该电源带有辅助电源及限流过载保护环节。其保护环节、比较环节和基准部分都放在硅集成稳压器件内，因此大大减化,了线路的焊装元件，保证了线路的灵敏度和稳定性。其原理方框图如图17所示。 氢弧灯稳流器751G型分光光度计对氢弧灯发光稳定性要求较
19、高，因此必须采用能保证输出稳定电流的稳流器来供电。全晶体管式稳流器主要由整流滤波环节、电流取样、放大器（基准电压比较放大器）调整环节、灯丝电压控制预热系统、高压触发环节和辅助电源等部分组成，其结构方框图见图218。为了引燃氢灯，需要先接通灯丝电源，对氢灯进行一定时间的预热。预热结束后，在整流滤波的高压激发下，氢灯即起辉进入正常工作状态，管压降约80V左右。此时，为了延长氢灯使用寿命，减少不必要的电力消耗，须切断灯丝电源。,图17 钨灯稳压电源方框图,图2 18 氢弧灯稳流器线路方框图,此外，为了显示氢灯起辉动作的进行情况，辅助电路中还设置了指示灯Q401和电流表M401以观察氢灯是否已引燃和是
20、否有工作电流。微电流放大器微电流放大器的作用是将光能转换成电能。751G型分光光度计采用场效应管式微电流放大器，由输入电路、电压放大级、阻抗变换级、反馈网络和补偿电路组成。其线路原理如图219所示。微电流放大器稳压电源供给微电流放大器工作的正、负电源是两个完全相同的电路，其中一个稳压电源的正输出端与另一个稳压电源的负输出端连在一起再接地，两个稳压电源合起来输出12V电压，供给微电流放大器作工作电压。其线路原理如图220所示。,图219场效应管式微电流放大器线路原理图,图220微电流放大器稳压电源线路原理图,（3）751G型分光光度计的维护a为确保仪器稳定工作，在电压变动较大的地方，220V电源
21、要预先稳压，最好另备一台磁饱和式或电子稳压式（功率不小于0.5KVA）稳压器。 b仪器要有良好的接地。一切裸露的零件，其对地电位不得超过24V（测电笔的氖管不得发亮）。c当仪器工作不正常，如无输出、指示灯不亮或电表指针不动时，要先检查保险丝是否熔断，然后再检查线路。d仪器要特别注意干燥，放大器暗盒、单色器暗盒及试样室等处的干燥剂要经常更换，如发现变色应立即换新，或加以烘干再用。若放大器或光电管暗盒受潮严重，可用电吹风将其吹干 ，但必须在关闭电源的情况下，拆开盖板，用电吹风将热风沿着盒边吹进盒内，以驱赶潮气，切忌温度过高或以热风直接对着电子元器件加热。,e仪器停止工作时，必须切断电源，将各种选择
22、开头放在“关”，狭缝旋转到0.01mm的刻度左右，波长旋在625nm，透射比旋钮放在100%。f为了避免仪器积尘和沾污，仪器停止使用时，应用罩子将整个仪器罩住，并在罩内放置数包防潮硅胶，以保证仪器的干燥。g仪器经长期使用或搬动后，要经常进行波长精确性的检查。h易损耗元件及光源灯（钨灯、氢弧灯）使用一定时期后，出现衰老和损坏，应调换新的；当仪器工作多年或发现光源和光学系统正常而光电流明显下降，则需更换相同型号的光电管。i仪器若暂时不用则要定期通电，每次不少于2030min,以保持整机呈干燥状态，并且维持电子元器件的性能。,3其它分光光度计（1）7230G型分光光度计7230G型分光光度计（见图2
23、21）是新一代带微电脑的智能化分光光度计，具有较强的控制功能和数据处理能力，并配有打印输出， 可供各种物质进行定量的分析。其特点为：a.自动调零、自动调满度、自动建立线性方程，、A、C自动切换，浓度直读。b.比色室能放置100mm比色皿，并配有托架。c.具有自动调节的波长调整机构，调整时无须打开机壳。d.灯电源采用固定电压，灵敏度在全波长范围（330 900nm）内由微机自动控制。,图221 7230G型分光光度计外形图,（2）UV754C型分光光度计 UV754C型分光光度计是一种由微机控制的普及型智能化仪器（见图222），该仪器具有如下特点：a.自动调零、自动调满度，具有良好的测量读数重复
24、性和稳定性。b.采用平面光栅作色散元件，具有较高的波长准确度（2nm）；波长在200850nm范围内连续可调。c.微机控制打印输出、高精度的浓度回归方程定量计算公式。（3）756MC型分光光度计756MC型紫外可见分光光度计（见图223）是以精密光学技术和最新电子学技术为基础而研制成的高性能、多功能的智能型仪器，其波长范围为200800nm。该仪器具,1.操作键;2.小盖板;3.拉杆;4.样品室盖;5.主机盖板; 6.显示窗口;7.电源开关;8.波长旋钮。 图222 UV754C型分光光度计外形图,图223 756MC型分光光度计外形图,有自动扫描、线性回归、波长程序、动力学测定、光谱存储等多
25、种优良的定性定量分析功能，其特点如下：a. 采用多功能微机技术，进行数据处理及自动控制，具有独特的自动调“0”、调“100”功能，可直接消除比色皿配对误差。b.采用单光束结构，使用高性能“闪耀全息光栅”的低杂散光的高分辨率的单色器，具有超群的测量读数准确性、重现性和稳定性。c. 具有全波段扫描、分波段扫描、动力学时间扫描、浓度直读、线性回归以及GOTO等各种高级功能。d. 采用丰富多彩的四色绘图仪，进行数据打印、光谱重复扫描、定波长时间扫描。,e. 具有RS-232接口，可外接计算机作数据处理器，为二次开发提供方便。f. 可靠的断电保护措施可记忆扫描图谱、回归方程等实现了开机直接进入测试状态，
26、以满足急用。（4）UV-2100型紫外/可见分光光度计 UV-2100型紫外/可见分光光度计（见图224）为双光束全自动扫描型紫外可见分光光度计，可进行光谱扫描、定波长测量、动力学测量及定量分析等。该仪器具有如下特点：a.可扫描190900nm内任意波长范围的样品光谱特性，波长最小采样间隔为0.04nm，扫描速度分为快、中、慢三种。,图224 UV-2100型分光光度计外形图,b.可对光谱曲线进行求导、峰谷检测、曲线平滑、图谱扩展、图谱叠加及图谱的运算。c.可同时设置10个波长点进行定波长测量，还可根据需要进行扩展。d.在动力学测量中，波长点、采样间隔可以自选，可进行活性计算。e.可应用标准系
27、数法、标准对照法、双波长法、三波长法等分析方法进行定量分析。,二、分光光度计常见故障的排除分光光度计经较长时间使用后，仪器的性能指标可能会有所变化，甚至发生一些故障，此时就需要对仪器进行调校或修理。1仪器的调校（1）721型分光光度计光源灯的调整先将光量调节器(即面板上100%旋钮)，按顺时针方向旋至光亮最强处，把波长盘调节至580nm，在比色皿暗箱通光孔处放一张白色卡片纸，然后把仪器接上电源，使光源灯的灯丝部分正确垂直地对准灯架上圆形通光孔，使光束垂直地射向反射镜（将光源灯架上的二只螺钉略松一点，灯丝位置即可上、下、左、右地移动达到正确的位置）。使光束反射到进光狭缝，进入单色光器内色散，调节
28、光源灯的正确位置，,观察白色卡片纸上的单色光，色黄、光强、边缘无光晕或杂色现象即可以固紧灯架上的二只螺钉，如又有稍微变动，可用手扳动灯架，使光斑最亮。 仪器单色光的调整 在调整波长时，可以采用干涉滤光片或者用镨钕滤光片（推荐镨钕滤光片），529nm吸收峰来校对仪器波长准确性。注意：在调整波长时只能轻微旋动左边（星形）的一只螺杆，其余二只螺杆不要任意旋动，这二只主要是来调单色光在光孔的上下位置的。如图225所示。 仪器光电管暗电流的调整光电管暗电流的调整是靠仪器面板上和底板上的二只电位器来达到的。W3是细调，在面板上；W4是粗调，在底板上靠仪器左侧有一小长方盖板，要调节时先取下此板，即可找到粗调
29、电位器。,图225 波长调节螺孔处,（2）751G型分光光度计光源灯的调节a. 钨灯的调节 首先将波长刻度盘旋转到可见光部分（如580nm附近范围内），狭缝刻度调节至2mm，将灯罩上反射镜转动手柄扳在“钨灯”位置，然后接通钨灯开关，将滤光片滑块放在空档上，用一片白纸插入比色皿座内的暗电流闸门前面，此时在白纸上可观察到单色光。正常情况下是一个明亮完整的长方形的均匀光斑。如果不是这样的情况，则可将光源灯罩移去，旋松位置固定螺钉（见图226）,移动前后左右位置，使观察到的光斑达到均匀完整、亮度最强为止，然后将该螺钉重新紧固，再调节钨灯固定板上的三只螺母，控制灯丝的高度，以进一步改善光斑的质量。必要时
30、可以调节滤光片滑块下方小孔内的调节螺钉，以改变入射光角度，使光斑质量得到改善。如图227所示。,图226 钨灯调节示意图,图227入射光角度调节图,b. 氢弧灯的调节 将反射镜手柄转向“氢弧灯”位置,接通氢弧灯开关，然后将滤光片滑块放在空档上，取一片白纸插入比色皿座内暗电流闸门的前面。通常在正常情况下在白纸上可见到一个较暗的均匀的长方形光斑。由于氢弧灯的光点相当小，而且可见光强度较弱，所以被照的面积要相当完整，就必须作相应的仔细调整。其方法是：首先旋松上下调节螺钉，将氢弧灯上下垂直移动同时左右稍微转动，即可达到调节的目的。如图228所示。 仪器的零点及其灵敏度的调整在仪器尚未接通电源时，电表的
31、指针必须位于标尺左端的刻度线上，否则就须调节电表盖上的螺丝，使指针指在机械零位上。,图228 氢弧灯调节示意图,开启主机及HW电源（先选钨灯），将选择开关转至“1”档，然后将仪器上的光门拉杆处于“推入暗”位置，调节暗电流，使电表指针为零。预热1020分钟后，将灵敏度控制器旋钮放在合适位置（一般按顺时针方向旋三圈左右），再把透射比刻度放在100%，使波长刻度放在625nm上（该波长对于红敏或紫敏光电管同时适用）。打开暗电流闸门，调节狭缝使电表指针回到零。 再将透射比刻度自100%移到99%，这时仪表指针偏转应接近于3小格，说明能取得正常的测量灵敏度。波长校正仪器的波长是否正确，与测量结果的准确性
32、有着密切的关系。仪器上的波长调节装置和棱镜旋转机构是连动的，因此可以选取各种波长。在固定波长刻度盘的某一波长情况下，就可通过改变球面准直镜角度的办法来调节波长的精度。,a.开启主机及钨灯电源，将狭缝开到2mm,波长转到580nm，此时在白纸上应看到黄色光斑。b.如果波长相差很大（10nm以上），光斑颜色是绿色的或红色的，则要调整准直镜角度，准直镜角度的调整是通过调节波长校正螺杆进行的（见图229），逆时针方向旋转使光斑呈黄色；如果光斑原来是桔黄或红色的，则顺时针方向旋转调整螺杆，使光斑呈黄色。此法能将波长误差调到10nm以内。c.仪器所附的镨钕滤光片也可用来校正波长。其方法是：将镨钕滤光片插放
33、在比色皿盒内，用它的741nm和808nm 二根吸收峰线，在波长741nm和808nm附近逐点测出其透射比，观察它的吸收峰是否与规定相符，如果实测波长数偏小则顺时针稍微转动波长校正螺杆；如果实测波长数偏大则要逆时针转动波长校正螺杆。若调节波长校正螺杆感觉,图229 准直镜角度的调整,太紧不易控制，可将校正螺杆上面的紧固螺帽略松开一点，待波长调好后再重新紧固。该方法可将波长误差调到3nm以内。镨钕滤光片的光谱曲线见图230。d. 波长的精确校正可用氢弧灯来进行。其方法是： . 开启氢弧灯电源，预热10分钟以上，然后将选择开关转至“0.1”档，透射比放在100%，灵敏度旋钮顺时针旋转三圈，用红敏光
34、电管，波长放在650nm。 .调节暗电流使“0”位计指针在0左右，拉开暗电流闸门，调节狭缝使0位计指示在0左右。将波长旋钮从650nm660nm缓慢转动，若电表指针偏左到底则将狭缝适当关小，使电表指针回到0。再缓慢转动波长读数，电表指针又偏转向左，继续关小狭缝，使电表指针又回到0，如此下去，直到旋转波长电表指针向左偏转最大，但不到底，如再增大波长，则电表指针就要向右回偏了，读出电表指针向左达最大,图230 镨钕滤光片光谱曲线图,偏转时的波长数，该波长数与656.3nm之差值即为波长误差。此时可微微旋转波长校正螺杆，再仔细按上述方法试验。就可以得到精确的波长值。 为了保证波长的精确度，还可再转到
35、波长486.1nm处，用紫敏光电管，再按上述方法核对一下，如果在486.1nm处波长误差在精度范围内此处就不需校正了。总而言之，利用氢弧灯在656.3nm和486.1nm处的两条光谱线来校正仪器波长精度，其结果应使仪器在整个波长范围的精度符合仪器的技术性能指标。另外，波长的校正有时要与光源灯调节互相配合进行。2常见故障的排除（1）721型分光光度计常见故障的排除721型分光光度计常见故障及其排除方法见表21。,表21 721型分光光度计常见故障及排除方法,表21 721型分光光度计常见故障及排除方法,2常见故障的排除（1）721型分光光度计常见故障的排除721型分光光度计常见故障及其排除方法见
36、表21。,表21 721型分光光度计常见故障及排除方法,（2）751G型分光光度计常见故障的排除751G型分光光度计常见故障及其排除方法见表22。,表22 751G型分光光度计常见故障及排除方法,三、技能训练分光光度计的检定1说明分光光度计应定期对其性能（技术指标）进行检定，检定项目一般包括稳定度、波长准确度和重复性、透射比准确度与重复性、光谱带宽、A换档偏差、吸收池的配套性等，其方法步骤应根据有关国家标准进行，检定周期为一年，但当条件改变，如更换或修理影响仪器主要性能的零配件或单色器、检测器等，或对测量结果有怀疑时，则应随时进行检定。2技能训练技能训练（1）可见分光光度计波长准确度与重复性的
37、检定（JJG17896）（1）技术要求本法适用于波长范围为360800nm或以此为主要谱区的可见分光光度计（如721型）的检定，检定结果应符合下表的要求。,（2）检定步骤（以721型分光光度计为例）按照721型分光光度计的光谱范围（360800nm）选择相隔合理的干涉滤光片（不少于3片），将各滤光片分别垂直置于样品室内的适当位置，并使入射光通过滤光片的有效孔径内，从同一波长方向逐点测出滤光片的波长透射比示值，求出相应的峰值波长i，连续测量3 次。(3)数据处理波长准确度按下式计算：,式中：i各次波长测量值（nm）；s相应波长标准值（nm）；波长重复性按下式计算：,(4)检定结果,技能训练（2）
38、紫外分光光度计透射比准确度与重复性的检定（JJG37596）。（1）技术要求本法适用于波长范围为190850nm或以上述区域为主要谱区的单光束紫外-可见分光光度计（简称紫外分光光度计，如751G型等）的检定，仪器的透射比准确度与重复性检定结果应符合：a.棱镜式新仪器透射比准确度不超过0.5%；使用中和修理后的仪器不超过0.7%,但在313nm波长处允许放宽至0.9%。b. 仪器透射比重复性应不大于相应透射比准确度绝对值的一半。(2)检定步骤（以751G型分光光度计为例）,紫外区：用质量分数为0.06000/1000重铬酸钾的0.001mol/L高氯酸标准溶液和规格为10.0mm的标准石英吸收池
39、（其配套误差为0.2%），以0.001mol/l 高氯酸溶液为参比液,分别在235、257、313、350nm波长处测量其透射比，连续测量3次。可见区：用透射比标称值分别为10%、20%、30%的一组光谱中性滤光片，分别在波长440nm、546nm、635nm处，以空气为参比，测量其透射比，连续测量3次。（3）数据处理透射比准确度按下式计算：式中：i第i次透射比测量值；s 透射比标准值。,透射比重复性按下式计算式中i取透射比标称值30%的滤光片在546nm波长处的测量值。重铬酸钾标准溶液在相应波长下不同温度时的透射比值如下表所示。,（4）检定结果,技 能 鉴 定 表,第二节 原子吸收分光光度计
40、,原子吸收分光光度计又称原子吸收光谱仪，是通过测量无机元素的基态原子对特征辐射的共振吸收，推断出样品中元素含量的仪器。按光束数目它可分为单光束型和双光束型；按波道数则可划分为单道型和多道型。目前，常见的几乎全部属于单道型（单光束或双光束）原子吸收分光光度计。一、原子吸收分光光度计的结构、原理1原子吸收分光光度计的结构、原理,原子吸收分光光度计是二十余年来发展最迅速的仪器之一，仪器更新换代的周期大为缩短，其原因一方面是它具有应用范围广、分析干扰小、灵敏度高、选择性好、分析速度快、准确度高、重复性好等特点；另一方面，由于计算机技术迅速、全面的应用，原子吸收分光光度计呈现出微机化、智能化的趋势。原子
41、吸收分光光度计主要由光源、原子化系统，光学系统、电学系统等四个基本部分组成。其工作原理如图231所示。（1）光源原子吸收分光光度计采用锐线光源，其作用是发射被测元素的谱线宽度很窄的特征辐射。最常用的光源有空心阴极灯与无极放电灯。,图231 原子吸收分光光度计工作原理示意图 （火焰原子化器）,空心阴极灯 空心阴极灯的结构如图232所示，它是由一个用被测元素的纯金属或其合金制成的圆柱形空心阴极与一个用高熔点金属钨或钛、锆或钽制造的阳极所组成的。阴极与阳极封闭在充有数百帕压力惰性气体氖或氩的玻璃套管内，正对阴极口的套管前端是能透过相应元素共振辐射的石英玻璃窗口。阴极套在陶瓷或玻璃屏蔽管中，以避免阴极
42、外侧放电发光，云母屏蔽片使放电集中于阴极内侧，同时还能起到阴极定位的作用。空心阴极灯工作前应进行预热，灯电流大小要适宜，并需用稳流电源供电。近年来，又研制成了多元素空心阴极灯和高强度空心阴极灯，但前者由于存在灵敏度较低，使用时容易产生干扰等弊端，使得在实际工作中应用不多；后者由于制造工艺复杂、寿命短，限制了其迅速的推广。,图232 空心阴极灯,无极放电灯无极放电灯是在一个封闭的长约38cm、直径510mm的石英管内，充有几百帕压力的惰性气体（一般为氩）与几毫克的被测元素的纯金属或其卤化物，做成放电管。石英放电管放在射频或微波高频（2500MH左右）电场中，借助于高频火花引发放电，在几瓦至二百瓦
43、的输出功率下激发。随着放电的进行，放电管温度升高，使金属或其卤化物蒸发与解离，再与被激发的载气（惰性气体）原子碰撞而激发，从而发射出被测元素的原子特征的共振辐射。目前制造的无极放电灯仅限于本身或其化合物具有较高蒸气压的元素，如K、Zn、Hg等。,（2）原子化系统原子化系统又称原子化器，其作用是提供能量，使被测元素从其化合物中解离出基态原子，从而实现对特征辐射的吸收。常用的原子化器有预混合火焰原子化器、石墨炉电热原子化器、氢化物发生原子化器和冷原子发生原子化器(或称化学原子化器)等。预混合火焰原子化器预混合火焰原子化器由雾化器、混合室与燃烧器三部分组成。典型的预混合火焰原子化器如图233所示。雾
44、化器 又称喷雾器，是火焰原子化器的核心部件，其作用是借助于压缩空气或其他气体把试样溶液雾化成细小的颗粒（气溶胶）。雾化器常采用同心圆同轴管结构。它是由一只喷嘴组成与一吸样管，前者用铂或铂铱合金制作，后者用不锈钢或聚四氟乙烯制造。雾化器应具有雾化,图233 预混合火焰原子化器示意图,效率高、雾珠颗粒细和喷雾稳定等特点。 为了使雾状颗粒进一步细化，常在雾化器前几毫米处放置一个撞击球，撞击球的大小、形状，以及它和喷嘴的相对位置对雾珠的细化影响很大，需要仔细调整其位置，以便得到最佳的细化效果。混合室 混合室是连接雾化器和燃烧器中间的一段圆筒形腔体，其作用是使雾化器产生的细雾微粒与燃气和助燃气充分混合，
45、常用不锈钢或聚四氟乙烯等耐腐蚀材料制成。在靠近雾化器一端混合室的底部有废液排泄管，同时燃料气体经安装在雾化器外壳上的燃气输入管直接送入混合室内。在远离雾化器一端混合室的上部有圆形过滤管道与燃烧器相通。雾化后的雾珠和燃料气体在混合室混合后到达燃烧器，从而在火焰的作用下进行原子化。也有的仪器在混合室中设扰流器叶片，以增加雾珠与混合室管壁湿雾的交换并提高雾珠的均匀程度。,混合室内壁应有良好的光洁度，并将其内壁向着废液排泄管的方向加工成一定角度的倾斜，使混合室的内壁成圆锥形，这样可促使未雾化的溶液（废液）较顺利地从废液管排泄出混合室，以降低“记忆”效应。仪器在使用过程中，混合室应呈相对密闭的状态，以避
46、免“回火”，甚至爆炸的危险。通常采取两条措施，第一，废液排泄管采取水封式。“水封”的作用是既可将废液顺利地排放出去，又能防止燃料气体通过排泄管逸出空间。否则会造成火焰不稳定，读数指针摆动，甚至“回火”；第二，在混合室的后端部设置有聚四氟乙烯制成的防爆垫（安全塞）。当回火发生时，混合室内的可燃混合气体燃烧而急剧膨胀，当混合室内压强增大到一定程度时，防爆垫能承受的压力将克服它与混合室之间的弹性配合力而自动脱离，使混合室呈开放状态，从而起到了安全防爆作用。,燃烧器 燃烧器是燃气和助燃气混合后点火燃烧产生高温使试样原子化的装置。常用不锈钢、金属钛等耐高温、耐腐蚀的材料制成。一个良好的燃烧器，应具有原子
47、化效率高、火焰稳定、噪声小等特点，以保证有较高的吸收灵敏度和重现性。目前广泛应用的是缝式燃烧器。有单缝燃烧器（见图234a）、三缝燃烧器（见图2-34b)等多种结构形式，其中以单缝式用得最多。预混合火焰原子化器只适用于低燃烧速度的火焰，故不能用于以纯氧作助燃气的高燃烧速度的火焰。石墨炉电热原子化器火焰原子化器虽然应用非常广泛，但它存在测定灵敏度低、火焰温度的稳定性、均匀性较差等缺点。为了克服这些缺点，近年来发展起无火焰原子化的方法。其中,a.单缝沟面燃烧器 b.三缝燃烧器 图234 缝式燃烧器示意图,应用最多、发展最快的是石墨炉电热原子化器，典型的石墨管式原子化器如图235所示。石墨炉原子化器
48、是一种电阻加热器，石墨管作为吸收池与电阻发热体，夹在两电极之间，通电后石墨炉开始升温，最高温度可达3000以上，故电极与炉体的基座需用冷却水通过金属夹套进行冷却，使炉体的温度控制在60800C。在炉体的保护气管路中通保护气氩气或高纯氮气，以避免炽热的石墨成分与大气中的氧接触，防止石墨管被烧蚀，同时保护已原子化了的原子不再被氧化，并将热处理过程中蒸发出来的共存组分携带出光路。现在多用热解涂层石墨管，即在石墨管表面沉积一层致密坚硬的、抗渗透与耐氧化的热解石墨层，这样可以改善其使用性能，并能延长使用寿命。,图235 石墨炉原子化器示意图,氢化物发生原子化器氢化物发生原子化器是利用含砷、硒、碲、铋、锑、锡、铅等元素的被测试样先在氢化物发生器中与强还原剂发生还原反应，形成该元素的气态氢化物。以氩气或高纯氮气为载气，将生成的氢化物导入置于火焰中的石英管内，或直接导入氩氢火焰中，使其原子化。由于这些元素的氢化物均不稳定，因而在不是很高的温度(9000C)下即可分解形成自由基态原子，从而进行吸收测定。氢化物发生原子化器形式多样，主要由氢化物发生器、吸收池及其它一些部件所组成。最常用的强还原剂是NaBH、KBH4以及SnCl2等。,
