氣相分子吸收光譜儀的製作方法
2023-12-03 22:40:31
專利名稱：氣相分子吸收光譜儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及光學分析儀器，更具體地是指一種氣相分子吸收光譜儀。
自1976年Gresser等人開發氣相分子吸收光譜法(GMAS)以來，20多年的時間裡，化學分析專業人士成功地測定了腐蝕性、揮發性氣體，如I2和Br2[1]、H2S[2]、NOCL[3]、HCN[4]、NO2[5]和NO[6]，Rechikov等人測定了用於半導體工業的惰性氣體混合的氫化物氣體，如B、N、P、As、Si、Ge、Sn的氫化物[7]。在水質分析方面，人們也進行了許多研究，如NO2-的測定[8]，硫化物的測定[9]、NH3-N[10]的測定等，這些成分的測定大多數靈敏度不高，原因之一是測定過程中分解成對光產生吸收的氣體密度較低或分解速度較慢，不能產生有效的吸收，如NO2-的測定[8]。
另一方面，前人的上述測定工作大都是利用現有的原子吸收分光光度計進行的，原子吸收分光光度計的檢測靈敏度不能滿足GMAS測定的需求，因此對某些成分的測定方法實用性較差。而更主要的是影響了GMAS應用的發展。而環保領域也希望有對快速測定NO2--N、NO3-H、NH3-H、S2-的儀器。
為此，本實用新型的目的是使氣相分子吸收光譜分析方法實現商品化，提供一種氣相分子吸收光譜儀，使環保領域有快速測定NO2--N、NO3-H、NH3-H、S2-的儀器。
為了實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案該氣相分子吸收光譜儀，包括有脈衝燈電源、銳線光源、前後透鏡組、吸收池、單色器、檢測器、信號處理部分、控制部分、讀出部分，脈衝燈電源輸出接至銳線光源，前後透鏡組設置於吸收池的前後兩端，單色器、檢測器依次置於前透鏡組、吸收池和後透鏡組之後，檢測器的輸出接到信號處理部分，信號處理部分的輸出接到控制部分，控制部分的輸出接到讀出部分，該光譜儀進一步包括樣品反應器、空氣泵，樣品反應器與吸收池相連通，控制部分的輸出接到空氣泵，空氣泵與樣品反應器相連通；吸收池設計成雙喇叭型石英窗吸收管。
由於本實用新型採用由脈衝燈電源、銳線光源、前後透鏡組、吸收池、單色器、檢測器、信號處理部分、控制部分、讀出部分以及樣品反應器、空氣泵、廢氣收集處理部分構成了氣相分子吸收光譜儀，該光譜儀使得利用氣相分子吸收光譜分板方法對物質進行測量變為可能，順應了氣相分子吸收光譜法應用的發展，同時也提供了環保領域有快速測定NO2--N、NO3-H、NH3-H、S2-的儀器。
以下結合附圖和實施例，對本實用新型作一詳細地說明
圖1為本實用新型光譜儀原理示意框圖。
圖2為本實用新型光譜儀吸收池結構示意圖。
圖3為本實用新型光譜儀樣品反應器結構示意圖。
在介紹本實用新型的結構之前先對氣相分子吸收光譜儀的測定原理作一簡單說明，氣相分子吸收光譜法(GMAS)是基於被測成分所分解成的氣體對光的吸收強度與被測成分濃度的關係遵守吸收定律來測定的。
對於液體(如水樣)或固體(如化學肥料)樣品的測定，其測定過程是將被測成分從液相分解成氣體，用載氣載入儀器樣品吸收管中測定吸光度；對於被測的流動氣體樣品，則在一定的壓力下直接流入吸收管測定吸光度，然後測定已知濃度的標準溶液和標準氣體的吸光度，進行比較而得出樣品的測定結果。
請參閱圖1所示，本實用新型的氣相分子吸收光譜儀，包括有脈衝燈電源、銳線光源、前後透鏡組L1、L2、吸收池、單色器、檢測器、信號處理部分、控制部分、讀出部分，脈衝燈電源輸出接至銳線光源，前後透鏡組L1、L2分別設置於吸收池的前後兩端，單色器、檢測器依次置於前透鏡組L1、吸收池和後透鏡組L2之後，檢測器接收單色儀發出的光信號，檢測器的電輸出信號接到信號處理部分，信號處理部分的輸出接到控制部分，控制部分的輸出接到讀出部分。該光譜儀進一步包括樣品反應器、空氣泵，樣品反應器與吸收池相連通，控制部分的輸出接到空氣泵，空氣泵與樣品反應器相連通。
該光譜儀還進一步包括有廢氣收集處理部分，廢氣收集處理部分也與吸收池相連通上述的銳線光源採用空心陰極燈，它能發出元素的特徵譜線，強度大，譜線的半寬度窄，因此線性範圍寬。脈衝燈電源是一個能產生一定頻率的脈衝去控制空心陰極燈的開斷，使之斷續發光，燈的發光強度要比連續發光的燈強許多倍，並使燈的壽命延長。
吸收池前面的前透鏡組L1光成象在吸收池的中央，後面的透鏡組L2將被樣品吸收後的光成象在單色器的入射狹縫上，經單色器選出被樣品吸收後的特徵光進入檢測器，檢測器可以採用光電倍增管或其它的傳感器件。
檢測器將光信號放大後轉換成電信號，此信號經A/D轉換後進入計算機進行處理。通過控制部分去控制空氣泵按分析程序工作，控制樣品反應器按分析要求進行工作。
請結合圖2所示，所述的吸收池2設計成雙喇叭型石英窗吸收管，兩端21、22有石英窗密封，此種結構與光束截面一致，可提高靈敏度25％。分析的結果由讀出部分顯示在顯示器(圖中無均未示意出)上，並可列印輸出；還可將分析的結果形成文件保存，以備瀏覽和調用。
廢氣收集處理是將分析後的廢氣收集處理使之無毒後排放出去。
請再結合圖3所示，所述的樣品反應器採用氣液分離器3。所述的氣液分離器3設計成一上部為磨口玻璃通氣塞頭31，下部為反應瓶32，反應瓶32內置有一玻璃砂芯分散器33，其分析的對象是氣態分子，空氣通過它能從四面八方均勻擴散，使樣品反應迅速，能得到再大的樣品濃度。
本氣相分子吸收光譜儀與紫外一可見光度計和原子吸收分光光度計均不相同，一般分光光度計採用連續光源，吸收池是比色皿，分析的對象是比色皿中的溶液。
原子吸收分光光有銳線光源燈，吸收池是火焰或石墨管。原子吸收分光度計的樣品必須在火焰或石墨管中進行原子化，分析的對象是基態原子。
與現有的紫外一可見分光光度計和原子吸收分光光度比較，本實用新型具有以下特點1.測定速度快對水樣而言，有些測定可在2分鐘內完成。如NO2-N的測定，從取樣到測得吸光度值，1分半鐘就可完成。
2.測定手續簡單，勞動強度低；所用化學試劑少，不必使用人體有害的化學試劑，特別是易致癌的化學試劑。
3.抗幹擾性能強由於被測成分是從液相分離出來成氣體，所以一般不必進行複雜的化學分離手續，尤其不需要除去樣品的顏色和渾濁度的幹擾，這些都是分光光度計無可比擬的。
4.測定結果準確可靠一般分析水樣的加樣回收率在95～105％，重複測定精度＜2％。
5.測定樣品濃度範圍寬低濃度檢測下限＜1μg/L，高濃度可測至數千mg/L。
權利要求1.一種氣相分子吸收光譜儀，包括有脈衝燈電源、銳線光源、前後透鏡組、吸收池、單色器、檢測器、信號處理部分、控制部分、讀出部分，脈衝燈電源輸出接至銳線光源，前後透鏡組設置於吸收池的前後兩端，單色器、檢測器依次置於前透鏡組、吸收池和後透鏡組之後，且檢測器的輸出接到信號處理部分，信號處理部分的輸出接到控制部分，控制部分的輸出接到讀出部分，其特徵在於該光譜儀進一步包括樣品反應器、空氣泵，樣品反應器與吸收池相連通，控制部分的輸出接到空氣泵，空氣泵與樣品反應器相連通；所述的吸收池設計成雙喇叭型石英窗吸收管。
2.如權利要求1所述的氣相分子吸收光譜儀，其特徵在於所述的樣品反應器採用氣液分離器。
3.如權利要求1所述的氣相分子吸收光譜儀，其特徵在於該光譜儀還進一步包括有廢氣收集處理部分，所述的廢氣收集處理部分也與吸收池相連通。
4.如權利要求2所述的氣相分子吸收光譜儀，其特徵在於所述的氣液分離器設計成一上部為磨口玻璃通氣塞頭，下部為反應瓶，反應瓶內置有一玻璃砂芯分散器。
專利摘要本實用新型公開了一種氣相分子吸收光譜儀,包括脈衝燈電源、銳線光源、前後透鏡組、吸收池、單色器、檢測器、信號處理部分、控制部分、讀出部分以及樣品反應器、空氣泵、廢氣收集處理部分構成了氣相分子吸收光譜儀,該光譜儀使得利用氣相分子吸收光普分板方法對物質進行測量變為可能,順應了氣相分子吸收光譜法應用的發展,同時也提供了環保領域有快速測定NO
文檔編號G01N21/59GK2394218SQ9923992
公開日2000年8月30日 申請日期1999年10月14日 優先權日1999年10月14日
發明者臧平安, 吳洪池, 蔡阿土, 宋大歡, 朱健行, 李鴻, 杜志芳, 李驚雷 申請人:吳洪池, 臧平安, 蔡阿土, 宋大歡, 朱健行