分析和分析与环境专业用

1 分析仪器使用与维护讲稿

第1章

绪论

1-1分析仪器的特点和一般结构

一、分析仪器特点

1、与仪器分析方法密切相关，根据仪器分析利用的物理化学性质如光、电、热、声、磁不

同，仪器的设计原理也不同；

2、仪器分析中物理参数与物质组成和结构的关系是仪器设计的重要依据；

3、同一方法中使用的仪器，型号多、差异大，但有许多重要的共性，而差异反应了分析仪

器的技术进步；

4、分析仪器的进步反应了科学技术的发展。尤其是计算机在分析仪器上的应用，出现了分

析的自动化、智能化。

二、一般结构

尽管分析仪器种类繁多，涉及原理不同，但由于采用电子技术测量非电量，一般结构基本相同，由信号源、测量系统、供电系统及机械系统组成。

1、信号源：

可以是被测试样，也可以是包括试样在内的信号发生器系统（如分光光度计中，由光源、单色器、样品吸收池等组成光能转换装置，提供被测光信号）

2、测量系统：包括非电量的接收和电转换装置(如光电管：接收光信号，并将光信号转换成电流)、放大与调整、显示系统、控制单元等。

3、供电系统：为变换器和测量电路供电，提供稳定的直流电源、交流电源和高压电源。

4、机械系统：包括仪器的机械结构、各种机械装置。

三、技术指标

1、灵敏度：灵敏度指仪器的输出量与输入量之比。比值越大，仪器越灵敏，即被量有微小

变化，仪器就会产生足够的响应信号。有时也用信噪比表示。

2、检测限：指仪器能确切反应输入量的zui小值，通常定义为两倍噪声与灵敏度的比值，表

示D=2N/S（N噪声，S灵敏度）。

3、稳定性

：指在规定条件下保持输入不变，在一定时间连续运行中仪器保持示值不变的能

力。有的仪器用漂移、波动、噪声、重复性来表示稳定性特征。

4、线性范围：线性指仪器的输出与输入成正比。

5、选择性：指分析仪器区分待分析组分与非分析驵分的能力，用选择性系数表示该能力的

大小。

6、精度和误差：误差小、精度大

7、响应时间：指被测信号发生变化后，仪器输出信号跟随变化的快慢。

1-2

分析仪器的分类

1、光化学分析仪器

物质的吸收光谱和发射光谱与物质的含量、结构相关。

吸收光谱仪有：

紫外可见分光光度计、

红外、原子吸收。发射光谱有光谱仪、光谱投影仪等。

2、电化学分析仪器

3、色谱分析仪器

4、核磁共振波谱仪

5、质谱分析仪器

第2章

光化学仪器基础

2-1仪器分类和结构

发射光谱仪和吸收光谱仪（紫外可见分光光度计、红外、原子吸收）

二、仪器应具的功能

1、把被研究的光按波长或波数分解开来

2、能测定各波长的光具有的能量或其能量能按波长分布。

3、反光波或能量按波长或波数的分布进行记录或显示成为光谱图。

三、仪器结构

1、光源和照明系统

2、准直系统

3、色散系统

4、聚集成像系统

5、检测纪录和显示系统

四、性能指标

1、工作光谱范围或工作光谱区

2、色散率

3、分辨率

4、集光本领

5、波长精度和波长重复性

2-2光源

一、紫外可见分光光度计光源

1、钨灯：主要是可见光，其次是红外光，特点是光强、价廉、经久耐用。

2、碘钨灯：钨灯中加入适量的碘，波长范围320~2500nm。

3、氙灯：是高压气体放电光源，波长200~700nm。

4、氢弧灯和氘灯：紫外灯，波段范围很窄，400nm以上的光基本没有。因此紫外可见分光光度计常备钨灯和氢灯两个灯。

二、红外分光光度计光源

1、能斯特灯

2、硅碳棒

三、原子吸收分光光度计光源

为锐线光源，用与待测元素相同的元素做成空心阴极灯，能发射出待测元素的共振线。空心阴极灯由一个阳极（钨棒）和一个待测元素衬套的空心圆筒阴极共同封在低压惰性气体的有石英窗的玻璃灯管内做成。

1、单元素空心阴极灯

2、多元素空心阴极灯

2-3基本光学组件

一、透镜

二、反射镜

三、分光元件（单色器）

1、滤光片

2、棱镜

3、光栅

四、迈克尔逊干涉仪

2-4光敏检测器

一、紫外可见光光敏检测器

1、光电池

2、光电管3、光电倍增管

3、二极管阵列

二、红外光敏检测器

由于照在检测器上的红外光强度很弱，要求检测器具有灵敏的红外光接收面，热容量低，响应快等特点。常用的有五种：

1、热电偶

2、电阻测热辐射计

3、高莱池

4、光电导检测器

5、热释电检测器

2-5样品装置

一、紫外可见样品池

二、红外样品池

1、池的窗片：主要用KBr 

2、液体池

3、气体池

4、试样压片模：将样品与KBr等混合，研磨后放于压片模中压成透明的片状。

三、原子吸收分光光度计的样品吸收装置---原子化系统

1、火焰原子化装置燃烧气：常用乙炔；助燃气：压缩空气。

2、无火焰原子化装置主要有电热高温石墨炉

第3章紫外可见分光光度计

3-1单波长分光光度计

一、721型分光光度计

1、光路图和工作原理

光源→单色器→测量池（或参比池）→接收器