光谱仪的分(fēn)类有(yǒu)哪些？
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发布时间：2023-03-23 11:45:26
光谱仪器是各个行业的实验室常用(yòng)的仪器，因此作為(wèi)化工人士了解它们简单的知识是必需的，今天总结了13种光谱仪，从它们的原理(lǐ)结构图、组成、用(yòng)途这几个方面来介绍
1.可(kě)见分(fēn)光光度计、紫外分(fēn)光度计（UV）
即利用(yòng)不同物(wù)质在吸收紫外光能(néng)量的情况不同，从而可(kě)根据吸收光谱上的某些特征波長(cháng)处的吸光度的高低判别或测定该物(wù)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(lǐ)机、自动记录器及显示器等部件。
用(yòng)途：主要用(yòng)于研究物(wù)质的成分(fēn)、结构和物(wù)质间相互作用(yòng)，在食品和环境以及医药等行业广泛用(yòng)于定性定量检测。
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(wù)质发出荧光，荧光经过滤过和反射后，被光電(diàn)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(yòng)途：对经光源激发后产生荧光的物(wù)质或经化學(xué)处理(lǐ)后产生荧光的物(wù)质成份分(fēn)析，可(kě)应用(yòng)于生物(wù)化學(xué)、生物(wù)医學(xué)、环境化工等部门。
仪器从光源辐射出具有(yǒu)待测元素特征谱線(xiàn)的光，通过试样蒸气时被蒸气中待测元素基态原子所吸收，由辐射特征谱線(xiàn)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(fēn)光系统、检测系统
用(yòng)途：因原子吸收光谱仪的灵敏、准确、简便等特点，现已广泛用(yòng)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(fēn)析。
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(fēn)析技术。它的基本原理(lǐ)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(néng)态，而后激发过程中以光辐射的形式发射出特征波長(cháng)的荧光。
组成：蒸气发生系统、原子化系统、光學(xué)系统、气路系统、電(diàn)路系统
用(yòng)途：原子荧光光谱法( AFS) 因化學(xué)蒸气分(fēn)离、非色散光學(xué)系统等特性，是测定微量砷、锑、铋、汞、硒、碲、锗等元素成功的分(fēn)析方法之一；原子荧光光谱分(fēn)析法具有(yǒu)很(hěn)高的灵敏度，校正曲線(xiàn)的線(xiàn)性范围宽，能(néng)进行多(duō)元素同时测定。这些优点使得它在冶金、地质、石油、农业、生物(wù)医學(xué)、地球化學(xué)、材料科(kē)學(xué)、环境科(kē)學(xué)等各个领域内获得了相当广泛的应用(yòng)。
利用(yòng)物(wù)质对不同長(cháng)的红外辐射的吸收特性，进行分(fēn)子结构和化學(xué)组成分(fēn)析。
组成：光源，单色器，探测器和计算机处理(lǐ)信息系统
用(yòng)途：通过红外光谱测定，人们就可(kě)以判定未知样品中存在哪些有(yǒu)机官能(néng)团，这為(wèi)最终确定未知物(wù)的化學(xué)结构奠定了基础。应用(yòng)于染织工业、环境科(kē)學(xué)、生物(wù)學(xué)、材料科(kē)學(xué)、高分(fēn)子化學(xué)、催化、煤结构研究、石油工业、生物(wù)医學(xué)、生物(wù)化學(xué)、药學(xué)、无机和配位化學(xué)基础研究、半导體(tǐ)材料、日用(yòng)化工等研究领域。
近红外光(Near Infrared，NIR)是介于可(kě)见光(VIS)和中红外光(MIR)之间的電(diàn)磁波， ASTM 定义的近红外光谱區(qū)的波長(cháng)范围為(wèi) 780~2526nm (12820~3959cm1)，习惯上又(yòu)将近红外區(qū)划分(fēn)為(wèi)近红外短波(780~1100nm)和近红外長(cháng)波(1100~2526nm)两个區(qū)域。近红外光谱分(fēn)析是以物(wù)料的近红外吸收光谱為(wèi)根基的主要用(yòng)于定量分(fēn)析技术，该技术在使用(yòng)中一般不进行样品的预处理(lǐ)，也不采用(yòng)加内标的方法。其工作原理(lǐ)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（称為(wèi)分(fēn)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(néng)很(hěn)快得到所需要的质量参数数据。
组成：近红外光谱仪器，化學(xué)计量學(xué)软件和各种校正模型等组成
用(yòng)途：根据测量对象可(kě)以选择多(duō)种测量方式如透射、漫反射等，已在 30 余家炼厂、科(kē)研单位和高校得到成功应用(yòng)。如：葡萄酒乙醇，含糖量，有(yǒu)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(fēn)，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(fēn)级
X射線(xiàn)管产生入射X射線(xiàn)（一次X射線(xiàn)），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射線(xiàn)，并且不同的元素所放射出的二次X射線(xiàn)具有(yǒu)特定的能(néng)量特性或波長(cháng)特性。探测系统测量这些放射出来的二次X射線(xiàn)的能(néng)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射線(xiàn)管）和探测系统构成。
用(yòng)途：具有(yǒu)重现性好，测量速度快，灵敏度高的特点。能(néng)分(fēn)析F(9)～U(92)之间所有(yǒu)元素。样品可(kě)以是固體(tǐ)、粉末、熔融片，液體(tǐ)等，分(fēn)析对象适用(yòng)于炼钢、有(yǒu)色金属、水泥、陶瓷、石油、玻璃等行业样品。
光電(diàn)直读光谱仪又(yòu)被称為(wèi)火花(huā)源原子发射光谱仪，所采用(yòng)的原理(lǐ)是用(yòng)火花(huā)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長(cháng)，用(yòng)光栅分(fēn)光后，成為(wèi)按波長(cháng)排列的“光谱”，这些元素的特征光谱線(xiàn)通过出射狭缝，照射在对应的光電(diàn)倍增管光阴极上，光信号变成電(diàn)信号，经仪器的控制测量系统将電(diàn)信号积分(fēn)并进行模/数转换，然后由计算机处理(lǐ)，计算出各元素的百分(fēn)含量。
组成：其核心部件主要包括光源、分(fēn)光系统、检测器等。
用(yòng)途：光電(diàn)直读光谱分(fēn)析已成為(wèi)一项成熟的分(fēn)析技术，具有(yǒu)样品处理(lǐ)简单、分(fēn)析速度快、分(fēn)析精度高、多(duō)元素同时分(fēn)析等特点，几乎所有(yǒu)的钢铁企业、有(yǒu)色金属企业、铸造及机械加工企业，以及其他(tā)采用(yòng)金属及其合金进行加工利用(yòng)的行业都采用(yòng)光電(diàn)直读光谱仪进行生产过程及产品质量控制。
用(yòng)可(kě)见激光（也有(yǒu)用(yòng)紫外激光或近红外激光进行检测）来检测处于红外區(qū)的分(fēn)子的振动和转动能(néng)量，它是 一种间接的检测方法：把红外區(qū)的信息变到可(kě)见光區(qū)，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，波長(cháng)632.8nm；Ar激光器，波長(cháng)514.5 nm，488.0nm；散射强度∝1/λ；单色器：光栅，多(duō)单色器；检测器： 光電(diàn)倍增管， 光子计数器。
用(yòng)途：该仪器可(kě)对固态、液态、气态的有(yǒu)机或无机样品进行非破坏性分(fēn)析，如用(yòng)于岩石矿物(wù)组成、矿物(wù)固液气相包裹體(tǐ)、宝玉石、高聚物(wù)、无机非金属材料等的鉴定。
利用(yòng)等离子體(tǐ)激发光源（ICP）使试样蒸发汽化，离解或分(fēn)解為(wèi)原子状态，原子可(kě)进一步電(diàn)离成离子状态，原子及离子在光源中激发发光。利用(yòng)分(fēn)光系统将光源发射的光分(fēn)解為(wèi)按波長(cháng)排列的光谱，之后利用(yòng)光電(diàn)器件检测光谱，根据测定得到的光谱波長(cháng)对试样进行定性分(fēn)析，按发射光强度进行定量分(fēn)析。
组成：ICP-AES由高频发生器、蠕动泵进样系统、光源、分(fēn)光系统、检测器（CID）、冷却系统、数据处理(lǐ)等组成。
用(yòng)途：测试原油中的30多(duō)种元素，主要有(yǒu)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；
把待测液用(yòng)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(fēn)解成 单色光后通过光電(diàn)系统测量，由于火焰的湿度比较低，因此只能(néng)激发少数的元素，而且所得的光谱比较简单，干扰较小(xiǎo)
组成：气體(tǐ)和火焰燃烧部分(fēn)、光學(xué)部分(fēn)、光電(diàn)转换器及检测记录部分(fēn)
用(yòng)途：特别适用(yòng)于较易激发的 碱金属及 碱土金属的测定
光栅光谱仪，是将成分(fēn)复杂的光分(fēn)解為(wèi)光谱線(xiàn)的科(kē)學(xué)仪器。通过光谱仪对光信息的抓取、以照相底片显影，或電(diàn)脑化自动显示数值仪器显示和分(fēn)析，从而测知物(wù)品中含有(yǒu)何种元素。
组成：入射狭缝、 准直元件: 使狭缝发出的光線(xiàn)变為(wèi)平行光、色散元件: 通常采用(yòng)光栅、聚焦元件: 聚焦色散后的光束探测器阵列
用(yòng)途：光栅光谱仪被广泛应用(yòng)于颜色测量、化學(xué)成份的浓度测量或辐射度學(xué)分(fēn)析、膜厚测量、气體(tǐ)成分(fēn)分(fēn)析等领域中。
采用(yòng)光纤作為(wèi)信号耦合器件，将被测光耦合到光谱仪中进行光谱分(fēn)析。由于光纤的方便性，用(yòng)户可(kě)以非常灵活的搭建光谱采集系统
用(yòng)途：颜色测量、化學(xué)成份的浓度测量或辐射度學(xué)分(fēn)析、膜厚测量、气體(tǐ)成分(fēn)分(fēn)析等领域
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