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《現(xiàn)代分析儀器的應(yīng)用及發(fā)展》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、現(xiàn)代分析儀器的應(yīng)用及發(fā)展李丹戈（超譜公司，?北京?100101）摘?要：簡述了分析儀器的發(fā)展歷史及其對人們認識自然作用，著重介紹了光學(xué)分析儀器的結(jié)構(gòu)及特點，光電直讀光譜分析儀的結(jié)構(gòu)和特點和新型全譜直讀光譜儀的發(fā)展動態(tài)。關(guān)鍵詞：分析儀器；光學(xué)分析儀器；光電光譜；全譜???與任何其它科學(xué)技術(shù)發(fā)展一樣，分析儀器的發(fā)展及其不同階段的特點是與社會發(fā)展和生產(chǎn)實踐密切相關(guān)的。一種新的分析儀器的誕生、完善和廣泛應(yīng)用，經(jīng)常需要具備下幾個條件：?第一、滿足人們在生產(chǎn)實踐或認識自然過程中急迫的需要。?第二、核心原理的發(fā)現(xiàn)以及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。?第三、大量生產(chǎn)過程中的組織管理、應(yīng)用研究及推廣培訓(xùn)。
2、１?分析儀器的發(fā)展史?一個世紀以來，分析儀器的發(fā)展是伴隨著新的技術(shù)及科學(xué)知識同步發(fā)展的，分析儀器的誕生正隨著人們的要求的提高和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，由簡單的儀器進化為復(fù)雜的儀器，由常量的分析發(fā)展到快速、高靈敏、痕量和超痕量的分析，由手動分析發(fā)展到自動分析，以及由簡單一的分析方法發(fā)展到多種方法的聯(lián)用方法或多維方法。在工業(yè)生產(chǎn)和在科學(xué)研究工作中由取樣分析發(fā)展到在線分析和不用取樣的原位分析，甚至還要求非破壞性檢測及遙測。由單純的元素分析發(fā)展到元素的狀態(tài)分析，過去的總體分析，現(xiàn)在則要求進行空間多維的分析，近幾十年來各學(xué)樣之間的交叉和滲透是最顯著的。?分析儀器的發(fā)展史并不很長，大約只有70
3、多年。?從上世紀20年代開始，最早的儀器是較簡單的設(shè)備，如天平、滴管等。分析工作者用目視和手動的方法一點一點地取得數(shù)據(jù)，然后作記錄，分析人員介入了每一個分析步驟。?第二階段是1930～1960年間，人們使用特定的傳感器把要測定的物理或化學(xué)性質(zhì)轉(zhuǎn)化為電信號，然后用電子線路使電信號再轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)。如當(dāng)時的紫外及紅外光譜、極譜儀等，分析工作者用各種電鈕及各種開關(guān)來使上述電信號再轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，如當(dāng)時的紫外光譜、極譜儀等，分析工作者用各種電鈕及各種開關(guān)來使上述電信號轉(zhuǎn)化到各種表頭或記錄器。?到1960年以后微型計算機的應(yīng)用，也就形成了第三代分析儀。這些計算機與已有的分析儀器相聯(lián)，用來處
4、理數(shù)據(jù)。有時可以用計算機的程序送入簡單的指令，并由計算機驅(qū)使分析儀器自動處于最佳操作條件，并監(jiān)控輸出的數(shù)據(jù)。但脫離了計算機，當(dāng)時的分析儀器還是可以獨立工作的。一般要求工作者必須對計算機十分熟悉才能使用這類系統(tǒng)。?微處理機芯片的制造成功，進一步促進了第四代分析儀器的產(chǎn)生。新的技術(shù)如傅里葉變換的紅外光譜儀及核磁振儀的相繼出現(xiàn)，都是用計算機直接操作并處理結(jié)果的。有時可以僅用一臺計算機同時控制幾臺分析系統(tǒng)，鍵盤及顯示屏代替了控制鈕及數(shù)據(jù)顯示器等。某一特定分析方法的各種程序及參數(shù)都中預(yù)選儲存在儀器內(nèi)，再由分析者隨時調(diào)出，此時分析工作者則大量依賴于儀器制造商的現(xiàn)成軟件，操作顯得很簡單，但
5、分析工作者也就離儀器各部件更加遙遠。??第五代分析儀器始于90年代，此時計算機的價格/性能比進一步改進，因而有可能采用功能十分完善的個人計算機來控制第四代分析儀器，因此分析工作中必不可少的制樣、進樣過程都可以自動進行。已有一些儀器制造商可以提供工作站，其中包括各種制樣技術(shù)，如稀釋、過濾、抽提等模式，樣品在不同設(shè)備中的移動可以用諸如流動注射或機器人進行操作。目前對于環(huán)境樣品的分析已有這類標(biāo)準模式全自動的儀器出售。高效的圖像處理可以讓工作及監(jiān)控分析過程自動進行，并為之提供報告及結(jié)果的儲存。???上述新一代分析儀器大部分是從計算機應(yīng)用的程度來考慮的，因此并不能排斥前幾代儀器中硬件的
6、繼續(xù)發(fā)展。分析工作者看上去是離分析儀器的分析部分越來越遠，但各種分析的核心原理的突破及發(fā)展仍是不可忽視的。?分析儀器將為人類認識自然及改造自然提供更完善的手段，在大量應(yīng)用中，對操作者的技術(shù)要求會越來越少，但所得的結(jié)果必須是越來越精密可靠。未來的儀器將在硬件和軟件兩方面并行發(fā)展，使之更為智能化、高效、多用，其中的檢測原理將變得更具有選擇性、更加深入和達到高靈敏度。２?光學(xué)分析的應(yīng)用?光學(xué)分析方法是建立在電磁輻射與物質(zhì)相互作用的基礎(chǔ)上的，光學(xué)分析儀器是探測此種相互作用的工具。???根據(jù)電磁輻射與物質(zhì)相互作用性質(zhì)的不同，光學(xué)分析方法可以分為光譜法與非光譜法兩類：?1)以測量電磁
7、輻射與物質(zhì)相互作用引起原子、分子內(nèi)部量子化能級之間的躍遷產(chǎn)生的發(fā)射、吸收、散射波長或強度變化為基礎(chǔ)的一類光學(xué)分析方法，歸為光譜法。?2)以測量電磁輻射與物質(zhì)相互作用引起其傳播方向，速度，偏振性與其它物理物質(zhì)改變的一類光學(xué)分析方法，歸屬于非光譜法。在分析化學(xué)中，光譜法比非光譜法的用途更為廣泛。?光學(xué)分析儀器的具體結(jié)構(gòu)與復(fù)雜程度判別很大，但都包括以下四個基本組成部分：信號發(fā)生器，檢測系統(tǒng)，信號處理系統(tǒng)，信號讀出系統(tǒng)，在現(xiàn)代化的儀器中，還配有計算機控制系統(tǒng)。?信號發(fā)生器是將被測物質(zhì)的某一物理
