原子吸收光谱分析仪器原理及组成（二）

    原子吸收光谱分析仪具有灵敏度高重复性和选择性好,操作简便、快速, 结果准确、可靠, 检测时样品用量少(在几微升至几十微升之间),测量范围广(几乎能用来分析所有的金属元素和类金属元素元件)等优点。其可应用于冶金、化工、地质、农业及医药卫生等许多方面；在环境监测、 食品卫生和生物机体内微量金属元素的测定以及医学和生物化学检验等应用也日益广泛。

   原子吸收光谱分析仪的原理是通过火焰、 石墨炉等将待测元素在高温或是化学反应作用下变成原子蒸气, 由光源灯辐射出待测元素的特征光,在通过待测元素的原子蒸气时发生光谱吸收, 透射光的强度与被测元素浓度成反比,在仪器的光路系统中,透射光信号经光栅分光,将待测元素的吸收线与其他谱线分开。经过光电转换器,将光信号转换成电信号,由电路系统放大、处理, 再由CPU及外部的电脑分析、计算, 最终在屏幕上显示待测样品中微量及超微量的多种金属和类金属元素的含量和浓度, 由打印机根据用户要求打印报告单。

   光源：光源是用来产生待测元素的原子谱线的,必须能够发射出比吸收线宽度更窄,并且光强大、稳定的锐线光谱。空心阴极灯的构造, 是由待测元素材料制成圆筒形空心阴极,由钨材料制成棒型阳极, 两电极密封在充有惰性气体、前端带有英石窗的玻璃灯管中。在工作时,仪器的电源电路为灯的阴极和阳极之间加上200～500V的电压, 根据不同元素检测要求,提供不同的灯工作电流。灯通电后,阴极发出的电子在电场作用下加速,与惰性气体碰撞,使其电离,电离后的正离子向阴极加速运动,轰击阴极表面,使阴极材料的原子溅射出来聚集在阴极附近, 电子不断接受能量,由低能级跃迁到高能级,而高能态是不稳定的,瞬间要从高能态返回到原来的基态,同时发射出与待测元素相同的特征光谱,由于许多元素的光谱处于紫外区,所以灯的透光窗须使用石英玻璃,灯的供电一般采用脉冲电压,为使灯发光强度稳定,供电电流采用稳流措施,要求电流波动度小于0.1%。

   原子化器：原子化器的作用是提供一定的能量,使待测样品中的元素游离出蒸气基态原子,并使其进入光源的辐射光程,进行吸收。由于原子吸收光谱分析是建立在基态原子蒸气对共振线吸收的基础上来分析元素含量的方法,所以各种类型样品的原子化是分析中最关键的问题, 测定元素的结果是否准确,很大程度上取决于样品的原子化状态。这就要求原子化器尽可能有高的原子化率, 并且稳定、重现性好,干扰少和装备简单,现在仪器最常用的有两种原子化器,火焰原子化器和石墨炉。

   分光系统：在原子吸收光谱分析中,为了防止原子吸光区内与吸收波长无关的辐射光进入检测器,均采用单光束分光系统；多选用对称式光栅单色器, 以衍射光栅作色散元件, 进行分光。通过电机驱动自动选择波长和进行峰值定位,多数仪器的波长范围190～900nm。其分出的单色光被凹面镜聚焦通过狭缝,照射到检测器上。

   电脑系统：现代仪器均外接电脑及外设来控制仪器的各种工作流程和执行机构动作: 完成点火、加温、自动选择波长、狭窄宽度；根据所要检测的元素选择灯电流、灯位置、气体流量；自动完成读取数值、计算等流程。 电脑控制仪器自动调节工作条件,进行测定, 完成数据采集、计数处理、分析结果,并可自动计算平均值和变异系数、显示和打印报告单。

   现代原子吸收光谱分析仪自动化程度比较高, 功能齐全,简单易用的控制软件,可以使操作人员在工作分析中享受到现代技术带来的乐趣。