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13种常见光谱仪的原理及用途

光谱仪器是各个行业的实验室常用的仪器,因此作为化工人士了解它们简单的知识是必需的,小编总


结了13种光谱仪,从它们的原理结构图、组成、用途这几个方面来介绍,听小编娓娓道来……


光谱仪的简单分类


1

可见分光光度计、紫外分光度计(UV)


即利用不同物质在吸收紫外光能量的情况不同,从而可根据吸收光谱上的某些特征波长处的吸光度的


高低判别或测定该物质的含量此外,朗伯-比耳定律(Lambert-Beer)是光吸收的基本定律。


组成:辐射源(光源)、色散系统、检测系统、吸收池、数据处理机、自动记录器及显示器等部件。


用途:主要用于研究物质的成分、结构和物质间相互作用,在食品和环境以及医药等行业广泛用于定


性定量检测。


品牌:美谱达、上海元析、岛津、珀金埃尔默、上分、赛默飞、棱光技术、舜宇恒平


2

荧光分光光度计(FLUORO)


由高压汞灯或氙灯发出的紫外光和蓝紫光经滤光片照射到样品池中,激发样品中的荧光物质发出荧光


,荧光经过滤过和反射后,被光电倍增管所接受,然后以图或数字的形式显示出来。


组成:光源、激发单色器:发射单色器、样品室、检测器


用途:对经光源激发后产生荧光的物质或经化学处理后产生荧光的物质成份分析,可应用于生物化学


、生物医学、环境化工等部门。


品牌:赛默飞、上海棱光、天津港东、天津拓普、上海三科


型号:F96系列、F97系列;F-380型、F-320型、F-280型;WFY-28型;970CRT型


3

原子吸收光谱仪(AAS)


仪器从光源辐射出具有待测元素特征谱线的光,通过试样蒸气时被蒸气中待测元素基态原子所吸收,


由辐射特征谱线光被减弱的程度来测定试样中待测元素的含量。


组成:光源、原子化器、分光系统、检测系统


用途:因原子吸收光谱仪的灵敏、准确、简便等特点,现已广泛用于冶金、地质、采矿、石油、轻工


、农业、医药、卫生、食品及环境监测等方面的常量及微痕量元素分析。


品牌:珀金埃尔默、岛津、东西分析


4

原子荧光光谱仪(AFS)


原子荧光光谱法(AFS)是介于原子发射光谱(AES)和原子吸收光谱(AAS)之间的光谱分析技术。


它的基本原理是基态原子(一般蒸汽状态)吸收合适的特定频率的辐射而被激发至高能态,而后激发


过程中以光辐射的形式发射出特征波长的荧光。


组成:蒸气发生系统、原子化系统、光学系统、气路系统、电路系统


用途:原子荧光光谱法(AFS)因化学蒸气分离、非色散光学系统等特性,是测定微量砷、锑、铋、汞


、硒、碲、锗等元素最成功的分析方法之一;原子荧光光谱分析法具有很高的灵敏度,校正曲线的线


性范围宽,能进行多元素同时测定。这些优点使得它在冶金、地质、石油、农业、生物医学、地球化


学、材料科学、环境科学等各个领域内获得了相当广泛的应用。


品牌:海光仪器、金索坤、博晖创新、吉天仪器


5

红外光谱仪(IR)

FTIR-680傅里叶变换型


利用物质对不同波长的红外辐射的吸收特性,进行分子结构和化学组成分析。


组成:光源,单色器,探测器和计算机处理信息系统


用途:通过红外光谱测定,人们就可以判定未知样品中存在哪些有机官能团,这为最终确定未知物的


化学结构奠定了基础。应用于染织工业、环境科学、生物学、材料科学、高分子化学、催化、煤结构


研究、石油工业、生物医学、生物化学、药学、无机和配位化学基础研究、半导体材料、日用化工等


研究领域。


品牌:赛默飞、铂金埃尔默


6

近红外光谱仪(NIR)


近红外光(NearInfrared,NIR)是介于可见光(VIS)和中红外光(MIR)之间的电磁波,ASTM定义的近红


外光谱区的波长范围为780~2526nm(12820~3959cm1),习惯上又将近红外区划分为近红外短波


(780~1100nm)和近红外长波(1100~2526nm)两个区域。近红外光谱分析是以物料的近红外吸收光谱为


根基的主要用于定量分析技术,该技术在使用中一般不进行样品的预处理,也不采用加内标的方法。


其工作原理是,如果样品的组成相同,则其光谱也相同,反之亦然。如果我们建立了光谱与待测参数


之间的对应关系(称为分析模型),那么,只要测得样品的光谱,通过光谱和上述对应关系,就能很


快得到所需要的质量参数数据。


组成:近红外光谱仪器,化学计量学软件和各种校正模型等组成


用途:根据测量对象可以选择多种测量方式如透射、漫反射等,已在30余家炼厂、科研单位和高校得


到成功应用。如:葡萄酒乙醇,含糖量,有机酸,含氮值,pH值等;石油炼制原油密度,实沸点蒸馏


,浊点,油气比;油砂中沥青含量;制药原料原料药的主要活性成分,结晶状态、粒径、旋光性和密


度,鉴别中药材的真伪、产地和品质分级


品牌:波通、福斯、赛默飞、瑞士万通


7

X射线荧光光谱仪(XRF)


X射线管产生入射X射线(一次X射线),激发被测样品。受激发的样品中的每一种元素会放射出二次X


射线,并且不同的元素所放射出的二次X射线具有特定的能量特性或波长特性。探测系统测量这些放


射出来的二次X射线的能量及数量。然后,仪器软件将探测系统所收集到的信息转换成样品中各种元


素的种类及含量。


组成:X荧光光谱仪(XRF)由激发源(X射线管)和探测系统构成。


用途:具有重现性好,测量速度快,灵敏度高的特点。能分析F(9)~U(92)之间所有元素。样品可以


是固体、粉末、熔融片,液体等,分析对象适用于炼钢、有色金属、水泥、陶瓷、石油、玻璃等行业


样品。


品牌:岛津、赛默飞


8

光电直读光谱仪(OES)


光电直读光谱仪又被称为火花源原子发射光谱仪,所采用的原理是用火花的高温使样品中各元素从固


态直接气化并被激发而发射出各元素的特征波长,用光栅分光后,成为按波长排列的“光谱”,这些


元素的特征光谱线通过出射狭缝,照射在对应的光电倍增管光阴极上,光信号变成电信号,经仪器的


控制测量系统将电信号积分并进行模/数转换,然后由计算机处理,计算出各元素的百分含量。


组成:其核心部件主要包括光源、分光系统、检测器等。


用途:光电直读光谱分析已成为一项成熟的分析技术,具有样品处理简单、分析速度快、分析精度高


、多元素同时分析等特点,几乎所有的钢铁企业、有色金属企业、铸造及机械加工企业,以及其他采


用金属及其合金进行加工利用的行业都采用光电直读光谱仪进行生产过程及产品质量控制。


品牌:聚光科技、岛津、牛津仪器


9

激光拉曼光谱仪(RAMAN)


用可见激光(也有用紫外激光或近红外激光进行检测)来检测处于红外区的分子的振动和转动能量,


它是一种间接的检测方法:把红外区的信息变到可见光区,并通过差频(即拉曼位移)的方法来检测


组成:激光光源:He-Ne激光器,波长632.8nm;Ar激光器,波长514.5nm,488.0nm;散射强度∝1/λ


;单色器:光栅,多单色器;检测器:光电倍增管,光子计数器。


用途:该仪器可对固态、液态、气态的有机或无机样品进行非破坏性分析,如用于岩石矿物组成、矿


物固液气相包裹体、宝玉石、高聚物、无机非金属材料等的鉴定。


品牌:堀场(法国JY)、赛默飞、瑞士万通、必达泰克、布鲁克、WITec、雷尼绍、海洋光学


10

等离子体发射光谱仪(ICP)


利用等离子体激发光源(ICP)使试样蒸发汽化,离解或分解为原子状态,原子可进一步电离成离子


状态,原子及离子在光源中激发发光。利用分光系统将光源发射的光分解为按波长排列的光谱,之后


利用光电器件检测光谱,根据测定得到的光谱波长对试样进行定性分析,按发射光强度进行定量分析



组成:ICP-AES由高频发生器、蠕动泵进样系统、光源、分光系统、检测器(CID)、冷却系统、数据


处理等组成。


用途:测试原油中的30多种元素,主要有Fe、Na、Mg、Ni、V、Ca、Pb、Mo、Mn、Cr、Co、Ba、As等


。测定汽油中的铁、锰、铅、硅等;润滑油中添加剂、磨损元素的测定;甲醇中钠元素的测定;


品牌:珀金埃尔默、斯派克、岛津、耶拿


11

火焰光度计


把待测液用雾化器使之变成溶胶导入火焰中,待测元素因热离解生成基态原子,在火焰中被激发而产


生光谱,经单色器分解成单色光后通过光电系统测量,由于火焰的湿度比较低,因此只能激发少数的


元素,而且所得的光谱比较简单,干扰较小


组成:气体和火焰燃烧部分、光学部分、光电转换器及检测记录部分


用途:特别适用于较易激发的碱金属及碱土金属的测定


品牌:上分、仕富梅


12

光栅光谱仪


光栅光谱仪,是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器。通过光谱仪对光信息的抓取、以照相底片


显影,或电脑化自动显示数值仪器显示和分析,从而测知物品中含有何种元素。


组成:入射狭缝、准直元件:使狭缝发出的光线变为平行光、色散元件:通常采用光栅、聚焦元件:聚


焦色散后的光束探测器阵列


用途:光栅光谱仪被广泛应用于颜色测量、化学成份的浓度测量或辐射度学分析、膜厚测量、气体成


分分析等领域中。


品牌:安道尔、赛凡


13

光纤光谱仪


采用光纤作为信号耦合器件,将被测光耦合到光谱仪中进行光谱分析。由于光纤的方便性,用户可以


非常灵活的搭建光谱采集系统


组成:一个光栅,一个狭缝,和一个探测器


用途:颜色测量、化学成份的浓度测量或辐射度学分析、膜厚测量、气体成分分析等领域


品牌:海洋光学、爱万提斯、复享光学、必达泰克、博源光电


文章分类: 行业新闻
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