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1、摄谱仪直读仪第1页，共17页，编辑于2022年，星期六摄谱仪主要作用是把来自光源的复合光色散为光谱，并用感光板记录下来，根据使用的色散元件的不同，可将摄谱仪分为棱镜摄谱仪和光栅摄谱仪两种第2页，共17页，编辑于2022年，星期六棱镜光谱仪QKKKLLFF P照明系统准光系统色散系统投影系统棱镜摄谱仪的构造包括照明、准光、色散、投影系统；按所用的波长的不同，摄谱仪可分为紫外、可见、红外三大类，它们所用的棱镜材料也不同；对紫外用水晶或萤石，对可见光用玻璃，对红外线用岩盐等材料.第3页，共17页，编辑于2022年，星期六棱镜摄谱仪的特点l色散率角色散率d/d：相差d波长的光被分开的角度线色散率dl/
2、d：相差d波长的光在焦面上被分开的距离f+d光心焦面暗箱物镜的焦距越长，光轴与感光板的夹角越小，棱镜的角色散率越大，棱镜的线色散率越大对同一棱镜，棱镜的顶角越大，波长越短，棱镜的线色散率越大第4页，共17页，编辑于2022年，星期六棱镜摄谱仪的特点l分辨率R=mb dn/dm为棱镜数；b为棱镜底边长度；dn/d为棱镜材料的色散率在短波长区有较大的分辨率，与棱镜顶角、暗箱物镜焦距及光轴与感光板的夹角无关，与线色散率不同。实际分辨率比理论稍差。l集光本领表示摄谱仪光学系统传递辐射的能力L=E/B=其中，d/f为相对孔径，为入射光辐射通量与经过一系列棱镜透镜之后的光辐射通量之比，为光轴和感光板之间的
3、夹角。第5页，共17页，编辑于2022年，星期六（1）集光本领与线色散率及分辨率之间有矛盾，当棱 镜数目增多，棱镜的底边增长或者暗箱物镜焦距增 长时，均使透射比减少，从而使集光本领减弱（2）由于对不同波长的色散率不同棱镜摄谱仪得到的 光谱按波长是非均匀排列的（3）另外，对于不同范围的波长需要使用不同材料制 成的棱镜。而且棱镜的分辨率很有限缺点：优点：仪器结构简单，成本较低第6页，共17页，编辑于2022年，星期六光栅色谱仪 多采用垂直式光学系统，谱面垂直，结构简单，呈像质量好第7页，共17页，编辑于2022年，星期六摄谱法定性分析方法每一种元素的原子都有其特征光谱，通过摄谱在感光板上记录试样中
4、各种元素的谱线，可以根据其特征谱线来判断某种元素的存在与否。第8页，共17页，编辑于2022年，星期六摄谱法半定量分析方法l比较谱线法比较待测元素的黑度与标准样品的黑度来确定该元素的含量。l显线法最灵敏线 次灵敏线l阶梯栅板法含量较高时，照明强度大，所出现谱线阶梯数多。第9页，共17页，编辑于2022年，星期六摄谱法定量分析方法S=blgc+lgA感光板上分析线与内标线的黑度差S与被分析元素浓度的对数lgc成线形关系。感光板的反衬度，黑度测量误差s直接影响灵敏度。反衬度越大，黑度测量误差越小，灵敏度越高。摄谱仪集光本领大，感光板的灵敏度越高，光源亮度越大，也能提高灵敏度。第10页，共17页，编
5、辑于2022年，星期六光电直读光谱仪示意图第11页，共17页，编辑于2022年，星期六光电法（光子检测器）l单道光子检测器（1）光电池（硒光电池）：由半导体制成，可以不需要外接电源，就能产生较强的光电流，但不易放大，容易疲劳，常用于便携式仪器中。（2）光电管：光电管因敏感的光谱范围不同而分为红敏和蓝敏两种。（3）光电倍增管：不仅起到光电转换作用，同时还起到电流放大作用。第12页，共17页，编辑于2022年，星期六l多道光电检测器（1）光电二极管阵列检测器：（PDAs检测器）（2）电荷专业转移元件阵列检测器：电荷注入元件（CID）检测器电荷耦合元件（CCD）检测器。第13页，共17页，编辑于20
6、22年，星期六光电直读光谱仪l原理 在投影物镜的焦面上安装一个或多个出光狭缝，以光电倍增管代替了感光板作为检测器。l组成 光源、分光系统、光电测量系统。l 特点 主要用于合金、金属的光谱分析，速度快，准确度高，同时可以进行多种元素的测定，自动化程度高。第14页，共17页，编辑于2022年，星期六积分电容C，光电流i，V是经过时间t 后积分电容上所达到的电压，有：i为平均光电流，光电流i正比于谱线强度I，因此ViI积分电容电压与试样中元素的含量的关系为：即第15页，共17页，编辑于2022年，星期六l定时曝光由程序控制系统预先调整好时间长短的时间继电器来停止。测光读数仪给出的读数代表谱线强度分析线对强度比由分析线的读数与内标线的读数之商求得。l自动曝光内标线的读数保持一个常数，分析线读数就是分析对的强度比。第16页，共17页，编辑于2022年，星期六分析线对强度比的对数lgR 与样品中待测元素的含量的对数lgc作图含量较低时，自吸系数接近1，可以方便的直接用强度比对c作图，比摄谱法优越通过比较，定性、半定量分析多采用摄谱法；光电直读法灵敏度一般较摄谱法高，定量分析则采用光电直读法准确，方便。第17页，共17页，编辑于2022年，星期六