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光電直讀光譜儀的工作原理及維護(hù)注意事項(xiàng)

光電直讀光譜儀又稱為火光直讀光譜儀、火花源原子發(fā)射光譜儀。火花直讀光譜儀通常由光源激發(fā)系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)、計(jì)算系統(tǒng)組成。

樣品在激發(fā)臺(tái)被激發(fā)光源激發(fā)后，通過聚光鏡及直線電機(jī)產(chǎn)生各個(gè)元素的特征光譜，各種元素的光譜譜線通過光柵分光自動(dòng)排列出各元素

光電直讀光譜儀的結(jié)構(gòu)

樣品在激發(fā)臺(tái)被激發(fā)光源激發(fā)后，通過聚光鏡及直線電機(jī)產(chǎn)生各個(gè)元素的特征光譜，各種元素的光譜譜線通過光柵分光自動(dòng)排列出各元素譜線，各種元素譜線通過出射狹縫照射在光電倍增管上，通過光電倍增管轉(zhuǎn)換成光電流，元素光譜強(qiáng)度與光電流強(qiáng)度成正比例關(guān)系，即光譜越強(qiáng)光電流越大，所測(cè)元素的光譜譜線強(qiáng)度與所測(cè)元素的含量有一定的函數(shù)關(guān)系。再由光電流大小通過數(shù)據(jù)處理得出所測(cè)元素含量；光電倍增管信號(hào)的測(cè)量、數(shù)字化和存儲(chǔ)；通訊，接收計(jì)算機(jī)命令等。

由于外界環(huán)境的溫度濕度變化比較大，而光學(xué)室各部件用的材料的膨脹系數(shù)不同，為了保持儀器穩(wěn)定，所以增加恒溫控制室（35℃）裝置。

為使的樣品表面不受氧化，同時(shí)避免氧對(duì)短波輻射的吸收因此需要高純氬氣進(jìn)行保護(hù)及沖洗。

碳硫磷元素需要使用200nm以下波段的輻射將被空氣吸收，因此如需要測(cè)定碳硫磷元素，即需要光學(xué)系統(tǒng)置于中空狀態(tài)下進(jìn)行。

一激發(fā)系統(tǒng)

樣品被激發(fā)的工作臺(tái)，被測(cè)試樣在火花臺(tái)上被激發(fā)后產(chǎn)生譜線，經(jīng)火花臺(tái)采光后送到光學(xué)室處理。

激發(fā)系統(tǒng)的維護(hù)注意事項(xiàng)

能夠影響樣品激發(fā)結(jié)果的因素可總結(jié)為4條：

激發(fā)能量
能量提供的方式不同如直流電弧、火花的激發(fā)效果是不同的，火花中的激發(fā)脈沖寬度、脈沖高度、脈沖頻率不同對(duì)于不同元素的激發(fā)效果亦不同，因此在不同型號(hào)的儀器中，需根據(jù)所測(cè)樣品的實(shí)際情況，慎重選擇激發(fā)能量參數(shù)。
激發(fā)環(huán)境
一般主要可分為實(shí)驗(yàn)室濕度環(huán)境和氬氣氣氛兩方面不同型號(hào)儀器的氬氣氣路設(shè)計(jì)可能會(huì)有不同，不過氬氣本身的純度和氣路是否漏氣應(yīng)當(dāng)是對(duì)激發(fā)環(huán)境檢查和維護(hù)的重點(diǎn)。
樣品
樣品的材質(zhì)、取樣、前處理等各方面，均對(duì)激發(fā)效果影響重大，在使用和維護(hù)時(shí)，需特別注意我們的激發(fā)對(duì)象的狀態(tài)是否符合要求。
激發(fā)臺(tái)內(nèi)部情況
不同型號(hào)的儀器的激發(fā)臺(tái)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，但總體來講，激發(fā)臺(tái)內(nèi)部是否清潔、電極極距是否穩(wěn)定，激發(fā)臺(tái)發(fā)光弧焰相對(duì)于光學(xué)系統(tǒng)的高度等，均會(huì)影響我們的數(shù)據(jù)結(jié)果。

總之，對(duì)于不同型號(hào)，不同廠家的儀器來說，此4條因素的實(shí)現(xiàn)形式可能略有不同，但是總體上維護(hù)和維修激發(fā)系統(tǒng)的方向在此。

二光學(xué)系統(tǒng)

主要包含入射透鏡，入射狹縫，光柵，出射狹縫和光電倍增管。

火花臺(tái)送到光學(xué)室的光經(jīng)入射透鏡聚光后送到入射狹縫，再送到光柵，光柵將這束復(fù)合光分成有規(guī)律排列的單色光，然后經(jīng)出射狹縫到光電倍增管，光電倍增管將此光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電流信號(hào)送到電學(xué)系統(tǒng)的檢測(cè)部分進(jìn)行積分放大。

光學(xué)系統(tǒng)的維護(hù)注意事項(xiàng)

光路結(jié)構(gòu)穩(wěn)定
機(jī)械變形小，校正到位，可通過恒溫和狹縫掃描來控制。
光路中對(duì)于紫外、真空紫外區(qū)光譜線在光室中的傳輸過程中損耗小，可通過氣循環(huán)或抽真空的方式進(jìn)行維護(hù)。那么，對(duì)真空泵等器件的維護(hù)成為重點(diǎn)，此外，透光鏡片的定期擦拭也成了保證光信號(hào)傳輸效率穩(wěn)定的重要操作。對(duì)于不同型號(hào)的儀器來說同，光學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定和光信號(hào)傳輸效率都是很重要的影響因素，因此需根據(jù)各儀器的實(shí)際情況進(jìn)行儀器的維護(hù)和檢查安排。

三測(cè)量系統(tǒng)

光電倍增管將光信號(hào)轉(zhuǎn)變成電流信號(hào)后，送到檢測(cè)系統(tǒng)的積分板的積分通道，經(jīng)積分放大后，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，再送到A/D板上進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送到CPU處理后再送到計(jì)算機(jī)處理，顯示出所含元素和元素的濃度等數(shù)值。所以檢測(cè)系統(tǒng)包括：電源板（提供+5V和±12V），CPU板，A/D板和積分板。

測(cè)量系統(tǒng)的維護(hù)注意事項(xiàng)

采集器件保持穩(wěn)定合適的工作狀態(tài)
采集器件為光電轉(zhuǎn)換元件，目前的光電直讀光譜儀主要采用的是兩大類采集器，一種是光電倍增管，另外一種是CCD/CID檢測(cè)器，固體成像系統(tǒng)，任何一種采集器件，都存在著一個(gè)和照射光強(qiáng)、工作供電以及輸出電信號(hào)強(qiáng)度三個(gè)方面有關(guān)的函數(shù)，針對(duì)不同的光強(qiáng)，不同的供電，采集器的光電轉(zhuǎn)換效率，以及它的靈敏度、穩(wěn)定性都會(huì)有很大的影響。所以如需自己調(diào)節(jié)這些參數(shù)需謹(jǐn)慎咨詢儀器生產(chǎn)商的意見后或嚴(yán)格按照儀器說明書進(jìn)行調(diào)整
信號(hào)轉(zhuǎn)換的電路板及芯片不能長(zhǎng)期處于潮濕、積灰過多的條件下，大部分電路板、芯片遇到灰塵過多或濕度過大的情況都會(huì)產(chǎn)生漏電現(xiàn)象，這就會(huì)在整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)中產(chǎn)生暗電流，當(dāng)暗電流大到一定程度有可能造成測(cè)量系統(tǒng)電路中的器件損毀的情況。所以務(wù)必要保護(hù)好儀器的測(cè)量系統(tǒng)。有些型號(hào)的儀器測(cè)量系統(tǒng)置于分光室內(nèi)部一般情況下不需考慮。但如出現(xiàn)真空泵油倒吸等情況需立即和儀器生產(chǎn)商的技術(shù)支持聯(lián)系。