嵌入式在紫外可见分光光度计中的应用-上海光谱

　随着计算机技术的发展, 紫外分光光度计正在向数字化、智能化、信息化、网络化和小型化等方向发展.目前, 大多数紫外分光光度计是采用单片机进行控制, 但是单片机控制系统偏向于底层控制,扫描速度较慢、实现的功能较简单, 输出界面单调,不利于人机界面之间的友好交互.而现在分析仪器的内部控制变得越来越复杂, 要求实现多种功能,同时需要拥有友好的图形用户界面, 为了满足上述要求, 采用当前迅速发展的嵌入式系统是必然的选择.

1　紫外分光光度计工作原理

光通过某些透明物质(固体、液体或气体)时,其中某些波长的光被选择吸收而使其强度减弱, 称为物质对光的吸收现象.这在宏观上表现为物质颜色的产生, 因为当一束白光通过某透明物质时, 如果物质选择性地吸收可见光区某波长的光, 则该物质即呈现出被吸收光的互补色光(能够与已知光按一定强度比例混合而组成白光的另一种光)的颜色.微观上则表现为物质的原子、分子或离子吸收光能而发生能级跃迁.原子、分子或离子具有不连续的、数目有限的量子化能级, 只能吸收与两个能级之差相同或为其整数倍的能量.紫外可见分光光度计是一种根据被测物质分子对紫外可见波段范围(150 ～ 800nm)单色辐射的吸收或反射强度来进行物质的定性、定量或结构分析的一种光谱仪器, 其利用的基本原理是郎伯特比尔(Lambert-Beer)定律, 即溶液的吸光度Abs与溶液的吸收系数a、浓度C、液层的厚度L成正比 .即:Abs=-lgT=lgI0 /It=aCL.式中:T为透过率, I0 为入射光强, It为透过光强.每种物质都有特定的吸收光谱曲线, 通过测量不同波长处待测物质的吸光度或透过率值得到其吸收谱线, 与已知谱线比较即可鉴别该物质或测定该物质的浓度.

2　光学系统设计

紫外可见分光光度计的光学系统主要包括光源、单色器、样品池、探测器、信号处理及结果输出等6大部件.随着微电子技术、计算机技术的广泛应用, 紫外可见分光光度计在元部件、分析方法及自动化、智能化程度上得到了迅速发展和改善.例如, 单色器部件由棱镜、平面光栅、凹面光栅发展为全息光栅, 检测器由光电池、光电倍增管发展为光电二极管阵列, 仪器的精度和信噪比得到了提高.

5　结束语

该系统将嵌入式引入到紫外可见分光光度计的开发中, 完成了系统的软硬件设计, 经过一系列软硬件调试和测试, 证明该紫外可见分光光度计具有强大的数据分析处理功能、较高的实时性和一定的智能性、明显提高了传统仪器的数字化、智能化和网络化水平.