CN2394218Y

CN2394218Y - 气相分子吸收光谱仪

Info

Publication number: CN2394218Y
Application number: CN 99239921
Authority: CN
Inventors: 臧平安; 吴洪池; 蔡阿土; 宋大欢; 朱健行; 李鸿; 杜志芳; 李惊雷
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-10-14
Filing date: 1999-10-14
Publication date: 2000-08-30
Anticipated expiration: 2009-10-14

Abstract

本实用新型公开了一种气相分子吸收光谱仪,包括脉冲灯电源、锐线光源、前后透镜组、吸收池、单色器、检测器、信号处理部分、控制部分、读出部分以及样品反应器、空气泵、废气收集处理部分构成了气相分子吸收光谱仪,该光谱仪使得利用气相分子吸收光普分板方法对物质进行测量变为可能,顺应了气相分子吸收光谱法应用的发展,同时也提供了环保领域有快速测定NO₂－N、NO₃－H、NH₃－H、S₂－的仪器。

Description

气相分子吸收光谱仪

本实用新型涉及光学分析仪器，更具体地是指一种气相分子吸收光谱仪。

自1976年Gresser等人开发气相分子吸收光谱法(GMAS)以来，20多年的时间里，化学分析专业人士成功地测定了腐蚀性、挥发性气体，如I₂和Br₂[1]、H₂S[2]、NOCL[3]、HCN[4]、NO₂[5]和NO[6]，Rechikov等人测定了用于半导体工业的惰性气体混合的氢化物气体，如B、N、P、As、Si、Ge、Sn的氢化物[7]。在水质分析方面，人们也进行了许多研究，如NO₂ ^-的测定[8]，硫化物的测定[9]、NH₃-N[10]的测定等，这些成分的测定大多数灵敏度不高，原因之一是测定过程中分解成对光产生吸收的气体密度较低或分解速度较慢，不能产生有效的吸收，如NO₂ ^-的测定[8]。

另一方面，前人的上述测定工作大都是利用现有的原子吸收分光光度计进行的，原子吸收分光光度计的检测灵敏度不能满足GMAS测定的需求，因此对某些成分的测定方法实用性较差。而更主要的是影响了GMAS应用的发展。而环保领域也希望有对快速测定NO₂ ^--N、NO₃-H、NH₃-H、S2^-的仪器。

为此，本实用新型的目的是使气相分子吸收光谱分析方法实现商品化，提供一种气相分子吸收光谱仪，使环保领域有快速测定NO₂ ^--N、NO₃-H、NH₃-H、S2^-的仪器。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：该气相分子吸收光谱仪，包括有脉冲灯电源、锐线光源、前后透镜组、吸收池、单色器、检测器、信号处理部分、控制部分、读出部分，脉冲灯电源输出接至锐线光源，前后透镜组设置于吸收池的前后两端，单色器、检测器依次置于前透镜组、吸收池和后透镜组之后，检测器的输出接到信号处理部分，信号处理部分的输出接到控制部分，控制部分的输出接到读出部分，该光谱仪进一步包括样品反应器、空气泵，样品反应器与吸收池相连通，控制部分的输出接到空气泵，空气泵与样品反应器相连通；吸收池设计成双喇叭型石英窗吸收管。

由于本实用新型采用由脉冲灯电源、锐线光源、前后透镜组、吸收池、单色器、检测器、信号处理部分、控制部分、读出部分以及样品反应器、空气泵、废气收集处理部分构成了气相分子吸收光谱仪，该光谱仪使得利用气相分子吸收光谱分板方法对物质进行测量变为可能，顺应了气相分子吸收光谱法应用的发展，同时也提供了环保领域有快速测定NO₂ ^--N、NO₃-H、NH₃-H、S2-的仪器。

下面结合附图和实施例，对本实用新型作一详细地说明：

图1为本实用新型光谱仪原理示意框图。

图2为本实用新型光谱仪吸收池结构示意图。

图3为本实用新型光谱仪样品反应器结构示意图。

在介绍本实用新型的结构之前先对气相分子吸收光谱仪的测定原理作一简单说明，气相分子吸收光谱法(GMAS)是基于被测成分所分解成的气体对光的吸收强度与被测成分浓度的关系遵守吸收定律来测定的。

对于液体(如水样)或固体(如化学肥料)样品的测定，其测定过程是将被测成分从液相分解成气体，用载气载入仪器样品吸收管中测定吸光度；对于被测的流动气体样品，则在一定的压力下直接流入吸收管测定吸光度，然后测定已知浓度的标准溶液和标准气体的吸光度，进行比较而得出样品的测定结果。

请参阅图1所示，本实用新型的气相分子吸收光谱仪，包括有脉冲灯电源、锐线光源、前后透镜组L1、L2、吸收池、单色器、检测器、信号处理部分、控制部分、读出部分，脉冲灯电源输出接至锐线光源，前后透镜组L1、L2分别设置于吸收池的前后两端，单色器、检测器依次置于前透镜组L1、吸收池和后透镜组L2之后，检测器接收单色仪发出的光信号，检测器的电输出信号接到信号处理部分，信号处理部分的输出接到控制部分，控制部分的输出接到读出部分。该光谱仪进一步包括样品反应器、空气泵，样品反应器与吸收池相连通，控制部分的输出接到空气泵，空气泵与样品反应器相连通。

该光谱仪还进一步包括有废气收集处理部分，废气收集处理部分也与吸收池相连通

上述的锐线光源采用空心阴极灯，它能发出元素的特征谱线，强度大，谱线的半宽度窄，因此线性范围宽。脉冲灯电源是一个能产生一定频率的脉冲去控制空心阴极灯的开断，使之断续发光，灯的发光强度要比连续发光的灯强许多倍，并使灯的寿命延长。

吸收池前面的前透镜组L1光成象在吸收池的中央，后面的透镜组L2将被样品吸收后的光成象在单色器的入射狭缝上，经单色器选出被样品吸收后的特征光进入检测器，检测器可以采用光电倍增管或其它的传感器件。

检测器将光信号放大后转换成电信号，此信号经A/D转换后进入计算机进行处理。通过控制部分去控制空气泵按分析程序工作，控制样品反应器按分析要求进行工作。

请结合图2所示，所述的吸收池2设计成双喇叭型石英窗吸收管，两端21、22有石英窗密封，此种结构与光束截面一致，可提高灵敏度25％。分析的结果由读出部分显示在显示器(图中无均未示意出)上，并可打印输出；还可将分析的结果形成文件保存，以备浏览和调用。

废气收集处理是将分析后的废气收集处理使之无毒后排放出去。

请再结合图3所示，所述的样品反应器采用气液分离器3。所述的气液分离器3设计成一上部为磨口玻璃通气塞头31，下部为反应瓶32，反应瓶32内置有一玻璃砂芯分散器33，其分析的对象是气态分子，空气通过它能从四面八方均匀扩散，使样品反应迅速，能得到再大的样品浓度。

本气相分子吸收光谱仪与紫外一可见光度计和原子吸收分光光度计均不相同，一般分光光度计采用连续光源，吸收池是比色皿，分析的对象是比色皿中的溶液。

原子吸收分光光有锐线光源灯，吸收池是火焰或石墨管。原子吸收分光度计的样品必须在火焰或石墨管中进行原子化，分析的对象是基态原子。

与现有的紫外一可见分光光度计和原子吸收分光光度比较，本实用新型具有以下特点：

1.测定速度快：对水样而言，有些测定可在2分钟内完成。如NO2-N的测定，从取样到测得吸光度值，1分半钟就可完成。

2.测定手续简单，劳动强度低；所用化学试剂少，不必使用人体有害的化学试剂，特别是易致癌的化学试剂。

3.抗干扰性能强：由于被测成分是从液相分离出来成气体，所以一般不必进行复杂的化学分离手续，尤其不需要除去样品的颜色和浑浊度的干扰，这些都是分光光度计无可比拟的。

4.测定结果准确可靠：一般分析水样的加样回收率在95～105％，重复测定精度＜2％。

5.测定样品浓度范围宽：低浓度检测下限＜1μg/L，高浓度可测至数千mg/L。

Claims

1、一种气相分子吸收光谱仪，包括有脉冲灯电源、锐线光源、前后透镜组、吸收池、单色器、检测器、信号处理部分、控制部分、读出部分，脉冲灯电源输出接至锐线光源，前后透镜组设置于吸收池的前后两端，单色器、检测器依次置于前透镜组、吸收池和后透镜组之后，且检测器的输出接到信号处理部分，信号处理部分的输出接到控制部分，控制部分的输出接到读出部分，其特征在于：该光谱仪进一步包括样品反应器、空气泵，样品反应器与吸收池相连通，控制部分的输出接到空气泵，空气泵与样品反应器相连通；所述的吸收池设计成双喇叭型石英窗吸收管。

2、如权利要求1所述的气相分子吸收光谱仪，其特征在于：所述的样品反应器采用气液分离器。

3、如权利要求1所述的气相分子吸收光谱仪，其特征在于：该光谱仪还进一步包括有废气收集处理部分，所述的废气收集处理部分也与吸收池相连通。

4、如权利要求2所述的气相分子吸收光谱仪，其特征在于：所述的气液分离器设计成一上部为磨口玻璃通气塞头，下部为反应瓶，反应瓶内置有一玻璃砂芯分散器。