介紹界面儀的組成部件

　　紫外-界面儀

 

　　一、組成部件

 

　　紫外-界面儀的基本結構是由五個部分組成：即光源、單色器、吸收池、檢測器和信號指示系統。

 

　　（一）光源

 

　　對光源的基本要求是應在儀器操作所需的光譜區域內能夠發射連續輻射，有足夠的輻射強度和良好的穩定性，而且輻射能量隨波長的變化應盡可能小。

 

　　分光光度計中常用的光源有熱輻射光源和氣體放電光源兩類。

 

　　熱輻射光源用于可見光區，如鎢絲燈和鹵鎢燈；氣體放電光源用于紫外光區，如氫燈和氘燈。鎢燈和碘鎢燈可使用的范圍在340~2500nm。這類光源的輻射能量與施加的外加電壓有關，在可見光9區，輻射的能量與工作電壓4次方成正比。光電流與燈絲電壓的n次方（n?1）成正比。因此必須嚴格控制燈絲電壓，儀器必須配有穩壓裝置。

 

　　在近紫外區測定時常用氫燈和氘燈。它們可在160~375nm范圍內產生連續光源。氘燈的燈管內充有氫的同位素氘，它是紫外光區應用最廣泛的一種光源，其光譜分布與氫燈類似，但光強度比相同功率的氫燈要大3~5倍。

 

　　（二）單色器

 

　　單色器是能從光源輻射的復合光中分出單色光的光學裝置，其主要功能：產生光譜純度高的波長且波長在紫外可見區域內任意可調。

 

　　單色器一般由入射狹縫、準光器（透鏡或凹面反射鏡使入射光成平行光）、色散元件、聚焦元件和出射狹縫等幾部分組成。其核心部分是色散元件，起分光的作用。單色器的性能直接影響入射光的單色性，從而也影響到測定的靈敏度度、選擇性及校準曲線的線性關系等。

 

　　能起分光作用的色散元件主要是棱鏡和光柵。

 

　　棱鏡有玻璃和石英兩種材料。它們的色散原理是依據不同的波長光通過棱鏡時有不同的折射率而將不同波長的光分開。由于玻璃可吸收紫外光，所以玻璃棱鏡只能用于350~3200nm的波長范圍，即只能用于可見光域內。石英棱鏡可使用的波長范圍較寬，可從185~4000nm，即可用于紫外、可見和近紅外三個光域。

 

　　光柵是利用光的衍射與干涉作用制成的，它可用于紫外、可見及紅外光域，而且在整個波長區具有良好的、幾乎均勻一致的分辨能力。它具有色散波長范圍寬、分辨本領高、成本低、便于保存和易于制備等優點。缺點是各級光譜會重疊而產生干擾。入射、出射狹縫，透鏡及準光鏡等光學元件中狹縫在決定單色器性能上起重要作用。狹縫的大小直接影響單色光純度，但過小的狹縫又會減弱

 

　　10光強。

 

　　（三）吸收池

 

　　吸收池用于盛放分析試樣，一般有石英和玻璃材料兩種。石英池適用于可見光區及紫外光區，玻璃吸收池只能用于可見光區。為減少光的損失，吸收池的光學面必須完全垂直于光束方向。在高精度的分析測定中（紫外區尤其重要），吸收池要挑選配對。因為吸收池材料的本身吸光特征以及吸收池的光程長度的精度等對分析結果都有影響。

 

　　（四）檢測器

 

　　檢測器的功能是檢測信號、測量單色光透過溶液后光強度變化的一種裝置。

 

　　常用的檢測器有光電池、光電管和光電倍增管等。

 

　　硒光電池對光的敏感范圍為300~800nm，其中又以500~600nm最為靈敏。這種光電池的特點是能產生可直接推動微安表或檢流計的光電流，但由于容易出現疲勞效應而只能用于低檔的分光光度計中。

 

　　光電管在紫外-界面儀上應用較為廣泛。

 

　　光電倍增管是檢測微弱光最常用的光電元件，它的靈敏度比一般的光電管要高200倍，因此可使用較窄的單色器狹縫，從而對光譜的精細結構有較好的分辨能力。

 

　　（五）信號指示系統

 

　　界面儀的作用是放大信號并以適當方式指示或記錄下來。常用的信號指示裝置有直讀檢流計、電位調節指零裝置以及數字顯示或自動記錄裝置等。很多型號的分光光度計裝配有微處理機，一方面可對分光光度計進行操作控制，另一方面可進行數據處理。