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1、深圳華普通用科技有限公司斯派克光譜儀一、光電光譜分析的基本原理和發(fā)展情況?1、基本原理?測(cè)定物質(zhì)的組成,是人類認(rèn)識(shí)自然,改造自然必要的。物質(zhì)系由分子或原子所組成。欲測(cè)定物質(zhì)的組成,通常用化學(xué)分析法,但光譜分析也是廣泛采用的方法。物質(zhì)都有其屬性,通過(guò)屬性可以區(qū)別不同的物質(zhì)。由于物質(zhì)的組成不同,在一定條件下物質(zhì)能發(fā)射其特征的光譜。我們就是利用光譜這個(gè)屬性來(lái)測(cè)定物質(zhì)的組成。?由于光具有波動(dòng)物質(zhì),所以光的一個(gè)標(biāo)志是它的波長(zhǎng)。不同顏色的光彩表明它們的波長(zhǎng)不同。由短波的紫光到長(zhǎng)波的紅光組成全部可見(jiàn)光。按照波長(zhǎng)分開(kāi)而排列的一系列不同波長(zhǎng)的光就組成所謂光譜。廣義而言,可用于分析工作的光譜的范圍可以包括更
2、大電磁波的范圍,大約波長(zhǎng)范圍由10-10至10厘米。但發(fā)射光譜分析工作的光譜范圍只是紫外光域的一部分,波長(zhǎng)約為1600埃-8500埃(可見(jiàn)光域的波長(zhǎng)范圍約為4000埃-7000埃)。?物質(zhì)能發(fā)射光譜,物質(zhì)對(duì)光且有吸收、散射等作用。這些現(xiàn)象都可以利用來(lái)作物質(zhì)的測(cè)定。這里討論的限于發(fā)射光譜分析,或者說(shuō)的嚴(yán)密一些,應(yīng)稱作發(fā)射光譜化學(xué)分析。但為簡(jiǎn)單起見(jiàn),我們就稱之為光譜分析。?物質(zhì)發(fā)射的光譜有三種,線狀光譜、帶狀光譜及連續(xù)光譜。線狀光譜系由原子或離子被激發(fā)而發(fā)射,因此只有當(dāng)物質(zhì)在離解成原子或離子時(shí)(一般氣態(tài)或高溫下)才發(fā)射線狀光譜。帶狀光譜系由分子被激發(fā)而發(fā)射,而連續(xù)光譜系由炙熱的固體或液體所發(fā)
3、射。在通常進(jìn)行光譜分析所用的激發(fā)光源火焰、電弧或電火花的作用下,分析的物質(zhì)處在高溫的氣態(tài)下,一般都離解為原子或離子,因而被激發(fā)后發(fā)射的是線狀光譜。所以光譜分析所利用的是線狀光譜中的譜線,并且所得結(jié)果只能給出組成元素的種類及含量,而不顯示物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)。?每一種元素的原子被激發(fā)后,可以產(chǎn)生一組其特征的光譜,而特征光譜的出現(xiàn)就能證明此種元素在輻射源中存在。。原子或離子被激發(fā)而產(chǎn)生十?dāng)?shù)萬(wàn)條光譜的譜線已經(jīng)測(cè)定它們的波長(zhǎng)。由于測(cè)定波長(zhǎng)能達(dá)很高的準(zhǔn)確度,光譜中的大部分譜線都可以無(wú)誤地確定其由哪一種元素產(chǎn)生。所以光源定性分析是很可靠的辦法,即靈敏、快速又簡(jiǎn)單。周期表上約七十個(gè)元素,可以用光譜方法,較容
4、易地定性測(cè)定。?一般當(dāng)試樣中某一元素的含量不太高時(shí),該元素發(fā)射的光譜譜線強(qiáng)度是和它的含量成正比。這個(gè)關(guān)系成為光譜定量分析的基礎(chǔ),并使光譜定量分析成為非常方便的方法。凡是光譜定性分析能測(cè)到的元素,一般都可以做定量分析。光譜定量分析,一般比化學(xué)快,并且用較少的試樣即可進(jìn)行。?深圳華普通用科技有限公司物質(zhì)發(fā)射的光譜需用分光儀器進(jìn)行觀測(cè)。分光儀器需有三個(gè)元件:狹縫、能將不同波長(zhǎng)的光按波長(zhǎng)分開(kāi)和排列成序的三棱鏡或光柵和能聚焦成像以形成譜線的光學(xué)系統(tǒng)(譜線即為狹縫的像)。?譜線落在焦面上,可用感光板攝取,或用目鏡觀測(cè)(限于可見(jiàn)光),或用一出口狹縫接收(使與近旁其它譜線區(qū)分)。前一種方式即為一攝譜儀,
5、其次一種方式則為看譜鏡,而第三種方式則為單色儀。如在許多譜線處裝上出口狹縫,并在出口狹縫后面設(shè)置光電接收裝置,即成為光電直讀光譜議。?2、電法光譜分析的發(fā)展情況?在近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中,光譜分析的應(yīng)用在成分分析、結(jié)構(gòu)分析及科學(xué)研究中均起到重要的作用。其中原子發(fā)射光譜這一分析方法不僅對(duì)金屬、合金、礦物成分的測(cè)定,也對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制有著重要的作用,而且已廣泛應(yīng)用于高分子材料、石油化工、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境科學(xué)以及生命科學(xué)等領(lǐng)域。?發(fā)射光譜分析根據(jù)接收光譜輻射方式的不同而分成三種:看譜法,攝譜法和光電法。由圖1可以看出這三種方法基本原理都相同:都是把激發(fā)試樣獲得的復(fù)合光通過(guò)入射狹縫射在分光元件上,
6、被色散成光譜,通過(guò)測(cè)量譜線強(qiáng)度而求得試樣中分析元素的含量。三種方法的區(qū)別在于看譜法用人眼去接收,射譜法用感光板接收,而光電法則使譜線通過(guò)放在光譜焦面處的出射狹縫,用光電倍增管接收光譜輻射。?光電法是由看譜法及攝譜法發(fā)展而來(lái)的,主要用來(lái)作定量分析。攝譜法的光譜定量分析本來(lái)也是一種快速分析方法,但因?yàn)橐诎凳抑刑幚砀泄獍?,測(cè)量譜線黑度,分析速度受到限制。為了進(jìn)一步加快分析速度,有人設(shè)想用光電元件來(lái)接收光譜線,將光訊號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娪嵦?hào)。這樣做可以不進(jìn)行暗室處理及黑度測(cè)量,使分析速度更加提高。光電法的光譜分析隨著光電轉(zhuǎn)換技術(shù)的完善終于可以實(shí)現(xiàn)。最早的光電直讀光譜分析用于鋁鎂工業(yè),后來(lái)被廣泛用于鋼鐵工
7、業(yè)及其他工業(yè)。?二、光電光譜分析的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍?光電光譜分析主要有以下特點(diǎn):?(1)、自動(dòng)化程度高、選擇性好、操作簡(jiǎn)單、分析速度快、可同時(shí)進(jìn)行多元素定量分析。如在1-2分鐘之內(nèi)可同時(shí)對(duì)鋼中20多個(gè)合金元素進(jìn)行測(cè)定,控制冶煉工藝,加速煉鋼過(guò)程。?(2)、校準(zhǔn)曲線線性范圍寬。由于光電倍增管對(duì)信號(hào)的放大能力很強(qiáng),對(duì)于不同強(qiáng)度的譜線可使用不同的倍率(相差可達(dá)一萬(wàn)倍),因此光電光譜法可用同一分析條件對(duì)樣品中含量相差懸殊的很多元素從高含量到痕