原子吸收分光光度计原理及分类.pdf

科技信息 机械 与电子o S C I E NC E T E C H N O L OG Y I N F O R MA T I O N 2 0 1 0年第 3 3期 原子吸收分光光度计原理及分类 武 开业 榆林 市环 境监 测 总站陕西榆林7 1 9 0 0 0 原子吸收分光光度法又称原子吸收光谱法 所谓原子吸收就是指 气态 自由原予 对于同种原子发射 出来的特征光谱辐 射具有吸 收现 象 将这种原子吸 收现象应用到化学定 量分析 首 先必须将试样溶液 中的待测元素原子化 同时还要有 一个 强度稳定 的光源 给出 同样原 子光谱辐射 使之通过一定 的待测元素原子 区域 从而测 出其 消光值 然后根据消光值对标准溶液浓度关系曲线 计算出试样 中待测元素 的 含 量 1 定 量分 析 的理 论 依 据 原子吸收共振线的强度和蒸汽中原子浓度的关 系 与分光光度法 中分子溶液对光 的吸收规律相似 一 束平行 的 辐射强度为 P 频率为 f 的光 投射到长度为 L的火焰 中 火焰 吸收均匀 若通过 火焰后 的光 强度为 P r 则在频率为 f 时的吸收系数 K可由下式 表示 P F e K f 与 f的关系即为吸收线的轮廓 在很大程度上它决 定于火焰 的温度和 吸收原子周围的压力 吸收线的半宽是指吸收 系数 为最大值一 半时的轮廓宽度 吸收 与原子浓度之 间有以下关系 K t d F e 2 N E me 式中 K 为吸收系数 c为光速 e为 电子 电荷 m 为电子质量 为单位体积 内进行吸收的原子数 f 为振子强度 是指 每个原子可能吸收光源能量的平均电子数 由于原 子吸收线的宽度非 常狭窄 约为十分之几纳米 因此要准确求 得积分吸收系数 是非常困 难的 同时还要求单色仪必 须具 有千分之 几纳米的分辨率 这 就超过 了一般单色仪的工作能力 为此在实际应 用中 使用锐线 光源测光吸 收线中心位 置的吸收系数 即最大 吸收系数 K 用谱线宽度较原子吸 收线更窄的光源 如空心 阴极灯 发出的光 能 够测定原子蒸汽 的吸收 系数 I r l 在化 学分 析中 为求得基 态原子数 N的 比较 值 只需 要测定 吸光度 A 不必精确求得 K 0 与原子浓度 N有线性关系 即 K N A 0 4 3 4 3 K o L K N 上式说明原 子吸光度与原子蒸汽浓度 有直线关 系 由此可见原子吸收中的锐线光源是定 量分析 的基础 2主要部件及功能 原子吸光法是利用 原子蒸汽能够 吸收该元素本身特 征波长的现 象 来进行化学分析 的一种 方法 此法将试 样的一部分转 变为原子蒸 汽 再测量原 子蒸汽对特征 波长 辐射的吸 收 通过 比较标准样 与试样 吸收值来测定试样中元素的浓 度 原子 吸收分光光度计包 括以下部件 现将 各部件 的功能 简述如 下 2 1 稳定 的锐线光源 它可 以发射待测元素的共振线 光源一般由待测元素制成具有空 心阴极的灯 灯的发射光经 电调制或切光 器调制成交流 再 由放大器 解 调并检 出 使之与火焰的直流辐射相区别 2 2 原子化器 它使溶 液转 化为原子蒸 汽 常用的有火焰 和石墨炉俩种 火 焰中 最 常用 的是空气一 乙炔火焰 高温元素用氧化亚氮一乙炔火焰 2 3 单色器 起分离共振线的作用 使共振线 聚焦 于光 电倍增管上 2 4 光电倍增管 它可 以检出入射光能量强度 其后接放大器和读 出装置 2 5放 大 器 它将光 电倍增管发出的信号通过解 调放 大 转 换成对数信号 提 供给记录系统 这一环节包括解 调灯信号放大 对数转换 自动调零 量程扩展和 曲线校直等部分 2 6 记录系统 包括 电表读数 记录仪 数 字显示 数字打印和 电传打字等 操作 时先吸收空 白溶液 于火焰 中 将仪器 调零 这时对应 空心阴 极灯所发 射出来的光为 1 0 0 即吸光 度为 O A 0 当喷人 含有 待测 元素溶液时 部分光被吸收 这时光强度减弱表头记 录吸光度 值 A 用 待测元素的标准溶液绘 制标准 曲线 由此可 以求 出未知试 样中该元素 的 含 量 3分类 原子吸收分 光光度 汁的分类 比较复杂 从仪器外光路结构形式分 类 可以分为单道单光束 单道双光束和双道双光束三种 从原子化系 统 可以分 为火焰原子化和无火焰原子化俩大类 从仪器功能上看 又 可分 为不扣 除背景和智能化仪器三类 现将一些常 见仪器类型介绍如 下 3 1 火焰 型仪器 3 1 单道单光束仪器 单道 是 指仪器只有一个 光源 一个单 色器 一个显示 系统 每次 只能测一种元素 单光束 是指从光源中发出的光仅以单一光束的形 式通过原子化器 单色器和检测 系统 单道单光束 原子吸收分光 光度 计光学系统 如图 l 所示 钎 图 1 单道单光束原子 吸收分光光度计光学系统示意图 这类仪器简 单 操作方便 体积小 价格低 能满足一般 原子 吸收 分析 的要求 其缺点是 不能消 除光源波动造成的影响 基线 漂移 国产 wY x一 1 A WYx 一1 B WY X一 1 C WY x一 1 D等 wY x 系列 和 3 6 0 3 6 0 M 3 6 0 C li t系列 等均属 于单道单光束仪器 3 1 2 单道双光束仪器 图略 3 1 3 双道双光束仪器 双道双光束型仪器有两个光源 两套 独立的 色器和检测显示系 统 但每一光源发出的光都分成两个光束 一束 为样 品光束 通过原子 化器 一束为参 比光束 不通过原子化器 这类仪器可 以同时测定两种 元素 能消除光源强度波动的影响及 原子化 系统 的下扰 准确度高 稳 定性好 但仪器结构复杂 仪器光学 系统 如图 2所示 图 2双道双光束型仪器光学 系统示意图 3 1 4 双道单光束仪器 双道单光束 是指仪器有两个不 同的光源 两个单 色器 两 个检测 显示系统 而光束只有一路 两种不 同元素 的空心 阴极灯发射 出不 同 波 长的共振 发射线 两条谱线 同时通过原子化器 被两种不同元素 的 基态原子蒸气 吸收 利用两套各 自独立的单色器 和检测器 对两路光 进行分光和检测 同时给出两种元素 的检测结果 这类仪 器一次 可同 时测定两种元素 并 可进行背景吸收 的扣除 这类仪器型号有 日本岛 津 A A 一 8 2 0 0型和 A A一 8 5 0 0型等 仪器光学系统示意图如图 3所示 图 3双道 单光束型仪器光学系统示意图 此外 还有 多道双光束型仪 器 可用来对 三种或三种 以上元 素进 1 0 9 甲 由 南 日一 慌 c 辛 q n U 茬 一 日 2 0 1 0年第3 3 期 S C I E N C E T E C H N O L O G Y I N F O R M A T I O N 0机械与电子 科技信息 行同时测定 目前美 国 P E公司推出的 S I M6 0 0 0多元素同时分析原子 吸收光谱仪 以勰 型四面体 中阶梯 光栅取代普通 光栅单 色器 获取二 维光谱 以光谱响应 的固体检测器替代光电倍增管取得 同时检测多 种元素 的理想效果 3 2 无火焰原子化型仪器 3 2 1 高温石 墨炉原子化装置仪器 3 2 2 低温原子化装嚣仪器 塞曼效应扣背景仪器 1 光源调制型仪器 自 自吸效应 背景校正仪器 略 参考文献 1 孔祥瑞 生理及临床意义 M 合肥 安徽科学技术 出版社 1 9 9 2 3 2 舒永红 何华 昆 分析实验室 1 9 9 6 1 5 5 7 3 3 邓世林 李新风 周乎 光谱学 与光谱分析r J 1 9 9 6 1 6 f 3 1 0 6 4 钱蜀 杨凡 理化检验 化 l J 1 1 9 9 1 2 7 f 1 2 5 5 李蓉 理化检验 化 f J 1 1 9 9 8 3 4 8 3 6 1 6 江祖成 蔡汝秀 张华 山 稀 元素分析化学 2版 科学出版社 2 0 0 0 0 1 7 邓勃 原子吸收光谱分析的原理 技术 和应用 清华 大学 出版社 2 0 0 4 0 7 2 0 1 8 章诒学 何华馄 陈江韩 原子吸收光谱仪 精1 分析仪器 使用与维护丛书 化 学工业出版社 2 0 0 7 一 叭一 O 1 9 操时杰 原子吸收及原予荧光 光谱分析 科学 出版社 2 0 0 5 2 1 0 张宝贵 韩长秀 毕成 良 环境仪器分析 化学工业 出版 2 0 0 8 1 1 赵燕俐 宫小芳 火焰原子吸收光谱法测定蔬菜 中微量元素锰的含量 内蒙 古农业大学学报 2 0 1 0 叭 1 2 朱呜鹤 丁永生 公维 民 原子吸收光谱法在我国海洋环境样品分析中的应 用 大连海事大学学报 2 0 0 3 2 9 3 1 3 陆建军 赵金和 方利娟 石墨炉原子 吸收光谱法测定海水 中痕量铜 分析 仪器 2 0 0 9 2 l 4 苏耀东 王中平 倪亚明 程祥 圣 悬 浮液进样石墨炉原子吸收测定痕量铅 分析化学 2 0 0 0 5 l 5 程祥圣 秦晓光 悬浮液进样石墨炉原子吸收法测定近海沉积物中的铜 光 谱实验室 2 0 0 3 4 1 6 赖春苗 陆建军 石墨炉原子吸收光谱法测定 海水 中痕量铅 中国环境监测 2 0 0 8 6 1 7 林能文 石墨炉原子吸收光谱法测定海水 中痕量镉 的几种基本改进剂的选 择 福建师大福清分校学报 2 0 0 6 2 1 8 马旭 丁永生 庞艳华 崔妍 朱鸣鹤 公维 民 丁德文 石墨炉原子吸收加基 体改进剂测定海水中镉 分析化学 2 0 0 5 3 1 9 刘跃坤 王悦霞 压力消解石墨炉原子吸收法测定蔬菜 中微量镉 海峡预防 医学杂志 2 0 0 9 1 2 O 胡智明 石墨炉原子 吸收分光光度 法测定食品中的铅 中 国卫生检验杂 志 2 0 0 2 4 上接第 7 9页 2 2 3 数据处理模块 数据仓库 中的数据是 面向主题的而非面向应 j 的 数据在进入数 据仓库之前必须经过加工与集成 数据仓 库中包含 r大量的历史数 据 且是不可更新的 同时数据仓库中的数据义是 随时问变化的 不断 增加新的数据 删除旧的数据 数据仓库需 要对学生数据进行提取和 数据准备 以此显著地加快数据挖掘的速度 2 2 4 数据分析模块f 数据挖掘执行系统 与数据挖掘规则库1 数据挖掘是核心模块 它对于数据仓库 的数据从模型库 中提取学 生模型和挖掘算法模型进行处理 3结束 语 数据挖掘技术在远程教学系统中有广泛的应用 前景 本文只是从 上述几个方面分析了数据挖掘中远 程教学系统 中的应用 仅仪起到抛 砖引玉的作用 随着数据库技术的不断引入 新的特性 又分为字间的 责任编辑 常鹏飞 时间的 多媒体的数据库 这就决 定了远程教学系统中学习者选择数 据类型的多样性 同时也对数据挖掘技术提 出了新的要求 并给 出了 新的发展方 向 及对各种非结构化数据的挖掘 参考文献 1 李月华 远程教育中数据挖掘技术的应用 J 山西 技术经济与管理研究 2 0 0 5 1 2 陈磴科 胡翠华擞 据挖掘技术在远程教育中的应用f J 长 春 情报科学 2 0 0 3 4 作者简 介 段 雪莹 1 9 7 9 一 女 汉族 吉林长春人 硕 士研究生 研 究方向 为 软件 I程 人 工智 能 上接第 8 9页 2 4 新生报到 由于采用的 网络数据库 新生报 到不受 地点 的限制 系统 可以授 权给各院系进行新生注册报到 也 可以集 中报到 招 办或有关部门可 以及时掌控报到信息 2 5 网 L注册及财务收费 考生通过网上系统查询被录取后 填报个人联 系方式 家庭情况 父 母 交纳 学费情况 金额 日期 交款银行等 到校情况f 日期 车 次 是否接站 随送人员申请住宿等 报到时凭银行单据交财务或现金交付 由财务人员标注其缴费情 况 金额 交费方式 欠费情况等 2 6 数据统计 网络版收集了历年的招生数据 使对招生信息全面分析成为 呵 能 如分年度 的招生情况对 比分析 各专业 地区招牛情况分析 录取 率 报 到率 计划执行率等大量内容丰富的统计数据 3结束语 本系统经过不 断修改 完善 很好地解决 r招生现场录取 和外省 录取后的资料汇总问题 规范了高校招生管理环节 完善了录取操作 l 1 0 责任编辑 常鹏飞 流程 提高 了招生工作效率 减轻了劳动强度 增加 了招生录取工作的 准确性 提高 数据及信息资料的处理能力 系统可维护性与可扩充 性好 同时完善了招生工作的录取环节 效果明显 但系统对招生数据 的预测尚存在数据不足 预测结果有一定的误差 系统的友好性从方 便用户使用考虑 还