原子吸收儀

因原子吸收光譜儀的靈敏、準(zhǔn)確、簡便等特點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛用于冶金、地質(zhì)、采礦、石油、輕工、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、衛(wèi)生、食品及環(huán)境監(jiān)測等方面的常量及微痕量元素分析。

原子吸收儀，所謂原子吸收光譜法 (Atomic Absorption Spectroscopy ) 又稱為原子吸收分光光度法，通常簡稱原子吸收法（AAS），其基本原理為：從空心陰極燈或光源中發(fā)射出一束特定波長的入射光，在原子化器中待測元素的基態(tài)原子蒸汽對其產(chǎn)生吸收，未被吸收的部分透射過去。通過測定吸收特定波長的光量大小，來求出待測元素的含量。

原子吸收光譜分析法的定量關(guān)系可用郎伯 - 比耳定律 A=abc 來表示。公式中， A 是吸光度， a 是吸光系數(shù)， b 是吸收池光路長度， c 是被測樣品濃度。該法具有靈敏度高、精確高 ; 選擇性好、干擾少 ; 速度快，易于實(shí)現(xiàn)自動化 ; 可測元素多、范圍廣 ; 結(jié)構(gòu)簡單、成本低等特點(diǎn)，也正因?yàn)槿绱?，該法的發(fā)展也相當(dāng)迅速。

儀器從光源輻射出具有待測元素特征譜線的光，通過試樣蒸氣時被蒸氣中待測元素基態(tài)原子所吸收，由輻射特征譜線光被減弱的程度來測定試樣中待測元素的含量。

1.1電源 AC 220V±10%, 50HZ

1.2 主機(jī) 火焰和石墨爐原子化系統(tǒng)，火焰/石墨爐自動切換

1.3測量方式 原子吸收模式（火焰法、石墨爐法）

1.4 背景校正 氘燈背景校, 自吸背景校正

1.5 光源：8燈座，儀器內(nèi)部配備獨(dú)立電源，可同時點(diǎn)亮工作燈及預(yù)熱，自動尋找最佳位置。

1.6 光學(xué)系統(tǒng)

1.6.1光路 光學(xué)雙光束系統(tǒng)

1.6.2單色器 消象差C-T單色器

1.6.3光柵刻線 1800條/mm

1.6.4波長190－900nm，自動選擇；波長準(zhǔn)確度：±0.25nm，波長重復(fù)性：0.15 nm

1.6.5 光譜帶寬 0.1、0.2、0.4、1.0、2.0nm 五檔可自動選擇，自動調(diào)整到需要的光譜帶寬。

1.6.6 靜態(tài)穩(wěn)定性 ≤0.005A/30min

1.7火焰系統(tǒng)

1.7.1 燃燒器 金屬鈦燃燒器

1.7.2 噴霧器 高效玻璃霧化器

1.7.3 位置調(diào)節(jié) 火焰燃燒器最佳高度及前后位置自動設(shè)定

1.7.4 檢出限 Cu檢出限 ≤0.006μg/ml 特征濃度（Cu)：0.03μg/ml/1%

1.7.5重復(fù)性 0.02μg/ml 連續(xù)測定七次的 RSD≤1%

1.7.6 安全措施 具有多種自動安全保護(hù)功能

原子吸收光譜儀由光源、原子化器、單色器和檢測器等四部分組成，如圖2-1所示:

2.1光源

光源是原子吸收光譜儀的重要組成部分，它的性能指標(biāo)直接影響分析的檢出限、精密度及穩(wěn)定性等性能。光源的作用是發(fā)射被測元素的特征共振輻射。對光源的基本要求:發(fā)射的共振輻射的半寬度要明顯小于吸收線的半寬度;輻射的強(qiáng)度要大;輻射光強(qiáng)要穩(wěn)定，使用壽命要長等?？招年帢O燈是符合上述要求的理想光源，應(yīng)用最廣。 空心陰極燈(Hollow Cathode Lamps，簡稱HCL)是由玻璃管制成的封閉著低壓氣體的放電管，如圖2-2所示，主要是由一個陽極和一個空心陰極組成。陰極為空心圓柱形，由待測元素的高純金屬或合金直接制成，貴重金屬以其箔襯在陰極內(nèi)壁。陽極為鎢棒，上面裝有鈦絲或鉭片作為吸氣劑。燈的光窗材料根據(jù)所發(fā)射的共振線波長而定，在可見波段用硬質(zhì)玻璃，在紫外波段用石英玻璃。制作時先抽成真空，然后再充入壓強(qiáng)約為267 ~ 1333 Pa的少量氖或氬等惰性氣體，其作用是 載帶電流、使陰極產(chǎn)生濺射及激發(fā)原子發(fā)射特征的銳線光譜。

由于受宇宙射線等外界電離源的作用，空心陰極燈中總是存在極少量的帶電粒子。當(dāng)極間加上300~ 500V電壓后，管內(nèi)氣體中存在著的、極少量陽離子向陰極運(yùn)動，并轟擊陰極表面，使陰極表面的電子獲得外加能量而逸出。逸出的電子在電場作用下，向陽極作加速運(yùn)動，在運(yùn)動過程中與充氣原子發(fā)生非彈性碰撞，產(chǎn)生能量交換，使惰性氣體原子電離產(chǎn)生二次電子和正離子。在電場作用下，這些質(zhì)量較重、速度較快的正離子向陰極運(yùn)動并轟擊陰極表面，不但使陰極表面的電子被擊出，而且還使陰極表面的原子獲得能量從晶格能的束縛中逸出而進(jìn)入空間，這種現(xiàn)象稱為 陰極的"濺射" 。"濺射"出來的陰極元素的原子，在陰極區(qū)再與電子、惰性氣體原子、離子等相互碰撞，而獲得能量被激發(fā)發(fā)射出陰極物質(zhì)的線光譜

空極陰極燈發(fā)射的光譜，主要是陰極元素的光譜。若陰極物質(zhì)只含一種元素，則制成的是單元素?zé)?。若陰極物質(zhì)含多種元素，則可制成多元素?zé)簟６嘣責(zé)舻陌l(fā)光強(qiáng)度一般都較單元素?zé)羧酢?/p>

空極陰極燈的發(fā)光強(qiáng)度與工作電流有關(guān)。使用燈電流過小，放電不穩(wěn)定;燈電流過大，濺射作用增強(qiáng)，原子蒸氣密度增大，譜線變寬，甚至引起自吸，導(dǎo)致測定靈敏度降低，燈壽命縮短。因此在實(shí)際工作中應(yīng)選擇合適的工作電流。

空極陰極燈是性能優(yōu)良的銳線光源。由于元素可以在空極陰極中多次濺射和被激發(fā)，氣態(tài)原子平均停留時間較長，激發(fā)效率較高，因而發(fā)射的譜線強(qiáng)度較大;由于采用的工作電流一般只有幾毫安或幾十毫安，燈內(nèi)溫度較低，因此熱變寬很小;由于燈內(nèi)充氣壓力很低，激發(fā)原子與不同氣體原子碰撞而引起的壓力變寬可忽略不計(jì);由于陰極附近的蒸氣相金屬原子密度較小，同種原子碰撞而引起的共振變寬也很小;此外，由于蒸氣相原子密度低、溫度低、自吸變寬幾乎不存在。因此，使用空極陰極燈可以得到強(qiáng)度大、譜線很窄的待測元素的特征共振線。

2.2原子化器

原子化器的功能是提供能量，使試樣干燥、蒸發(fā)和原子化。入射光束在這里被基態(tài)原子吸收，因此也可把它視為"吸收池"。對原子化器的基本要求:必須具有足夠高的原子化效率;必須具有良好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)形;操作簡單及低的干擾水平等。其結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。

火焰原子化法中，常用的是預(yù)混合型原子化器，它是由霧化器、霧化室和燃燒器三部分組成。用火焰使試樣原子化是目前廣泛應(yīng)用的一種方式。它是將液體試樣經(jīng)噴霧器形成霧粒，這些霧粒在霧化室中與氣體(燃?xì)馀c助燃?xì)?均勻混合，除去大液滴后，再進(jìn)入燃燒器形成火焰。此時，試液在火焰中產(chǎn)生原子蒸氣。

2.3.1霧化器

原子吸收法中所采用的霧化器是一種氣壓式、將試樣轉(zhuǎn)化成氣溶膠的裝置。典型的霧化器如圖2-4所示。

當(dāng)氣體從噴霧器噴嘴高速噴出時，由于伯努利(Bernoumlli)效應(yīng)的作用，在噴咀附近產(chǎn)生負(fù)壓，使樣品溶液被抽吸，經(jīng)由吸液毛細(xì)管流出，并被高速的氣流破碎成為氣溶膠。氣溶膠的直徑在微米數(shù)量級。直徑越小，越容易蒸發(fā)，在火焰中就能產(chǎn)生更多的基態(tài)自由原子。霧化器的霧化效率對分析結(jié)果有著重要影響。在原子吸收分析中，對試樣溶液霧化的基本要求是:噴霧量可調(diào)，霧化效率高且穩(wěn)定;氣溶膠粒度細(xì),分布范圍窄。一個質(zhì)量優(yōu)良的霧化器，產(chǎn)生直徑在5~10μm范圍的氣溶膠應(yīng)占大多數(shù)。調(diào)節(jié)毛細(xì)管的位置即可改變負(fù)壓強(qiáng)度而影響吸入速度。裝在噴霧頭末端的撞擊球的作用就是使氣溶膠粒度進(jìn)一步細(xì)化，以有利于原子化。

噴霧器是火焰原子化器中的重要部件。它的作用是將試液變成細(xì)霧。霧粒越細(xì)、越多，在火焰中生成的基態(tài)自由原子就越多。目前，應(yīng)用最廣的是氣動同心型噴霧器。噴霧器噴出的霧滴碰到玻璃球上，可產(chǎn)生進(jìn)一步細(xì)化作用。生成的霧滴粒度和試液的吸入率，影響測定的精密度和化學(xué)干擾的大小。目前，噴霧器多采用不銹鋼、聚四氟乙烯或玻璃等制成。

2.3.2霧化室

霧化室的作用主要是去除大霧滴，并使燃?xì)夂椭細(xì)獬浞只旌?，以便在燃燒時得到穩(wěn)定的火焰。其中的擾流器可使霧滴變細(xì)，同時可以阻擋大的霧滴進(jìn)入火焰。一般的噴霧裝置的霧化效率為5 ~ 15%。

2.3.3燃燒器

試液的細(xì)霧滴進(jìn)入燃燒器，在火焰中經(jīng)過干燥、熔化、蒸發(fā)和離解等過程后，產(chǎn)生大量的基態(tài)自由原子及少量的激發(fā)態(tài)原子、離子和分子。通常要求燃燒器的原子化程度高、火焰穩(wěn)定、吸收光程長、噪聲小等。燃燒器有單縫和三縫兩種。燃燒器的縫長和縫寬，應(yīng)根據(jù)所用燃料確定。目前，單縫燃燒器應(yīng)用最廣。

燃燒器多為不不銹鋼制造。燃燒器的高度應(yīng)能上下調(diào)節(jié)，以便選取適宜的火焰部位測量。為了改變吸收光程，擴(kuò)大測量濃度范圍，燃燒器可旋轉(zhuǎn)一定角度。

2.3.4火焰的基本特性

1)燃燒速度

燃燒速度是指由著火點(diǎn)向可燃燒混合氣其它點(diǎn)傳播的速度。它影響火焰的安全操作和燃燒的穩(wěn)定性。要使火焰穩(wěn)定，可燃混合氣體的供應(yīng)速度應(yīng)大于燃燒速度。但供氣速度過大，會使火焰離開燃燒器，變得不穩(wěn)定，甚至吹滅火焰;供氣速度過小，將會引起回火。

2)火焰的結(jié)構(gòu)

正?；鹧嬗深A(yù)熱區(qū)、第一反應(yīng)區(qū)、中間薄層區(qū)和第二反應(yīng)區(qū)組成，界限清楚、穩(wěn)定(如圖2-5)。 預(yù)熱區(qū)，亦稱干燥區(qū)。燃燒不完全，溫度不高，試液在這里被干燥，呈固態(tài)顆粒。

第一反應(yīng)區(qū)，亦稱蒸發(fā)區(qū)。是一條清晰的藍(lán)色光帶。燃燒不充分，半分解產(chǎn)物多，溫度未達(dá)到最高點(diǎn)。干燥的試樣固體微粒在這里被熔化蒸發(fā)或升華。通常較少用這一區(qū)域作為吸收區(qū)進(jìn)行分析工作。但對于易原子化、干擾較小的堿金屬，可在該區(qū)進(jìn)行分析。

中間薄層區(qū)，亦稱原子化區(qū)。燃燒完全，溫度高，被蒸發(fā)的化合物在這里被原子化。是原子吸收分析的主要應(yīng)用區(qū)。

第二反應(yīng)區(qū)，亦稱電離區(qū)。燃?xì)庠谠搮^(qū)反應(yīng)充分，中間溫度很高，部分原子被電離，往外層溫度逐漸下降，被解離的基態(tài)原子又重新形成化合物，因此這一區(qū)域不能用于實(shí)際原子吸收分析工作。

3)火焰的燃?xì)夂椭細(xì)獗壤?/p>

在原子吸收分析中，通常采用乙炔、煤氣、丙烷、氫氣作為燃?xì)?，以空氣、氧化亞氮、氧氣作為助燃?xì)?。同一類型的火焰，燃?xì)庵細(xì)獗壤煌?，火焰性質(zhì)也不同。

按火焰燃?xì)夂椭細(xì)獗壤牟煌?，可將火焰分為三?化學(xué)計(jì)量火焰、富燃火焰和貧燃火焰。

化學(xué)計(jì)量火焰:是指燃?xì)馀c助燃?xì)庵扰c化學(xué)反應(yīng)計(jì)量關(guān)系相近，又稱其為中性火焰。此火焰溫度高、穩(wěn)定、干擾小、背景低。

富燃火焰:是指燃?xì)獯笥诨瘜W(xué)計(jì)量的火焰。又稱還原性火焰。火焰呈黃色，層次模糊，溫度稍低，火焰的還原性較強(qiáng)，適合于易形成難離解氧化物元素的測定。貧燃火焰:又稱氧化性火焰，即助燃比大于化學(xué)計(jì)量的火焰。氧化性較強(qiáng)，火焰呈藍(lán)色，由于燃燒充分，溫度較高，適于易離解、易電離元素的原子化，如堿金屬等。

選擇適宜的火焰條件是一項(xiàng)重要的工作，可根據(jù)試樣的具體情況，通過實(shí)驗(yàn)或查閱有關(guān)的文獻(xiàn)確定。一般地，選擇火焰的溫度應(yīng)使待測元素恰能分解成基態(tài)自由原子為宜。若溫度過高，會增加原子電離或激發(fā)，而使基態(tài)自由原子減少，導(dǎo)致分析靈敏度降低。

選擇火焰時，還應(yīng)考慮火焰本身對光的吸收。烴類火焰在短波區(qū)有較大的吸收，而氫火焰的透射性能則好得多。對于分析線位于短波區(qū)的元素的測定，在選擇火焰時應(yīng)考慮火焰透射性能的影響。

4)常用火焰

按照火焰的反應(yīng)特性，一般將火焰分為還原性火焰(富燃火焰)、中性火焰(化學(xué)計(jì)量火焰)和氧化性火焰(貧燃火焰)。根據(jù)燃?xì)獬煞植煌?，又可將火焰分為兩大?碳?xì)浠鹧婧蜌錃饣鹧?。以下是火焰分析中幾種常用燃?xì)?助燃?xì)?

乙炔-空氣火焰

這是原子吸收測定中最常用的火焰，該火焰燃燒穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，噪聲低，溫度高，對大多數(shù)元素有足夠高的靈敏度。但它在短波紫外區(qū)有較大的吸收。

空氣-乙炔火焰溫度較高，半分解產(chǎn)物C、CO、CH等在火焰中構(gòu)成還原氣氛，因此有較強(qiáng)的原子化能力。其富燃火焰的半分解產(chǎn)物很豐富，能在火焰中搶奪氧化物中的氧，使被測金屬原子化。因此，對易形成穩(wěn)定氧化物的元素如Cr、Ca、Ba、Mo的測定等較為有利。以二價金屬氧化物MO為例:

2MO+C→2M+CO2

5MO+2CH→5M+2 CO2+H2O

其貧燃焰適宜用于熔點(diǎn)高但不易氧化的金屬測定，如Au、Ag、Pt、Ph、Ga、In、Ni、Co及堿金屬元素，但穩(wěn)定性較差。

其化學(xué)計(jì)量火焰適宜于大多數(shù)元素的測定。

氫-空氣火焰

這是一種低溫?zé)o色火焰，當(dāng)用自來水或100~500μg/mL的鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液噴入時，才能看到此火焰，用這個辦法可檢查火焰是否點(diǎn)著及火焰的燃燒狀態(tài)。

氫-空氣火焰是氧化性火焰，燃燒速度較乙炔-空氣火焰高，溫度較低(約為2045℃)。由于這種火焰比空氣-乙炔火焰的溫度低，能使元素的電離作用顯著降低，適宜于堿金屬的測定。該火焰對Sn的測定有特效，用Sn224.6nm共振吸收線，靈敏度比空氣-乙炔火焰高5倍。這種火焰具有穩(wěn)定、背景發(fā)射較弱，透射性能好，有利于提高信噪比。火焰在短波紫外區(qū)氣體吸收很小，加大氫氣流量，吸收顯著減少，對于一些分析線在短波區(qū)的元素如As、Se、Pb、Zn、Cd等非常有利。氫氣-空氣火焰的缺點(diǎn)是溫度不夠高，原子化效率有限，化學(xué)干擾大。此外，富燃條件下沒有顯著的還原氣氛，不利于形成難解離氧化物元素的分析。

點(diǎn)燃?xì)?空氣火焰時，可調(diào)節(jié)氣體流量到制定值，然后讓兩種氣體混合約半分鐘再點(diǎn)火，點(diǎn)燃和熄滅火焰時，常伴隨細(xì)小的爆裂聲。聲音過響，可能是氫氣氣流量徧小，可調(diào)大。氫氣流量過小容易發(fā)生回火。

若將氬氣作為霧化氣，則形成同樣透明且干擾更小的氬-氫火焰(氬-氫火焰約為1577℃)。

乙炔-一氧化二氮

火焰的優(yōu)點(diǎn)是火焰溫度高，而燃燒速度并不快，適用于難原子化元素的測定，用它可測定70多種元素。此火焰也叫笑氣-乙炔火焰。

由于溫度較高，這種火焰能促使離解能大的化合物的解離，同時其富燃火焰中除了C、CO、CH等半分解產(chǎn)物之外，還有如CN、NH等成份，它們具有強(qiáng)烈的還原性，能更有效的搶奪金屬氧化物中的氧，從而使許多高溫難解離的金屬氧化物原子化，使Al、Be、B、Si、Ti、V、W、Mo、Ba、稀土等難熔性氧化物的元素能有效地測定。

這種火焰因溫度較高，能排除許多化學(xué)干擾。但該火焰噪聲大，背景強(qiáng)，電離度高。在某些波長區(qū)域，光輻射強(qiáng)，因此選擇波長要謹(jǐn)慎。在試液中加進(jìn)大量的堿金屬(1000~2000μg/mL)，能減少電離干擾效應(yīng)。

乙炔-氧化二氮火焰由三個清晰的帶組成。緊靠燃燒器的第一反應(yīng)帶呈深藍(lán)色，第二反應(yīng)帶呈紅羽毛狀，又稱紅色羽毛區(qū)，充溢著CN和NH的強(qiáng)還原氣氛，它能保護(hù)生成的金屬原子，同時使金屬氧化物在高溫下反應(yīng)，生成游離原子。

MO+NH→M+NO+H

MO+NH→M+N+OH

MO+CN→M+ CO+N

操作時需要注意該反應(yīng)帶的高度，它通常為5~15mm以上?？赏ㄟ^改變乙炔流量來控制。隨乙炔流量的減少，紅羽毛高度降低。當(dāng)?shù)陀?mm時，火焰斷裂，易發(fā)生回火。第三反應(yīng)帶為擴(kuò)散層，呈淡藍(lán)色。

乙炔-氧化二氮火焰不能直接點(diǎn)燃。使用不當(dāng)，極易發(fā)生爆炸?；鹧纥c(diǎn)燃和熄滅必須遵循乙炔-空氣過渡原則，即首先點(diǎn)燃乙炔-空氣火焰，待火焰建立后，徐徐加大乙炔流量，達(dá)到富燃狀態(tài)后，將"轉(zhuǎn)向閥"迅速從空氣轉(zhuǎn)到一氧化二氮(一氧化二氮的流量事先調(diào)節(jié)好)。熄滅時，將"轉(zhuǎn)向閥"迅速從一氧化二氮轉(zhuǎn)到空氣(空壓機(jī)不能關(guān)閉)。建立乙炔-空氣火焰后，降低乙炔流量，再熄滅火焰。

乙炔-一氧化二氮火焰應(yīng)使用"專用燃燒器"，嚴(yán)禁用乙炔-空氣燃燒器代用。其燃燒器縫隙容易產(chǎn)生積炭，可在燃燒時用刀片及時清除，以免影響火焰的穩(wěn)定性。嚴(yán)重積炭堵塞縫隙時容易引起回火爆炸。在燃燒吸噴溶液時，絕對禁止調(diào)節(jié)噴霧器，以防回火。

煤氣-空氣火焰

該火焰使用方便、安全，火焰溫度、背景低。它的燃燒溫度在1700~1900℃，屬于低溫火焰。對于易電離和易揮發(fā)的Rb、Cs、Na、K、Ag、Au、Cu、Cd等元素，具有較高的靈敏度。但是，多數(shù)情況下其靈敏度低于乙炔-空氣火焰，干擾也較多。這種火焰在短波范圍內(nèi)，紫外線稀釋比較強(qiáng)，噪音大。其它類型的火焰，如氫-氧火焰等現(xiàn)已不用。

2.3背景校正裝置

2.3.1氘燈校正背景

連續(xù)光源校正背景技術(shù)，可采用氘燈、鎢燈或氙燈作為背景校正光源。鎢燈可用于可見及近紅外波段。由于鎢燈是熱輻射光源，只能采用機(jī)械斬光方式調(diào)制，使用不方便，商品化儀器很少使用。氙燈一般用在大于220nm的波長范圍，且由于電源復(fù)雜，應(yīng)用也較少。氘燈可用于紫外波段(180~400nm)，由于它是真空放電光源，調(diào)制方式既可采用機(jī)械方式也可采用時間差脈沖點(diǎn)燈的電調(diào)制方式，且原子吸收測量的元素共振輻射大多數(shù)處于紫外波段，所以氘燈校正背景是連續(xù)光源校正背景最常用的技術(shù)，已成為連續(xù)光源校正背景技術(shù)的代名詞。

原子吸收光譜儀常用的氘燈背景校正裝置如圖2-6所示:

圖2-6中(a)為通過型氘燈背景校正器，該裝置使用的氘燈是特殊制作的中心有小孔的氘弧燈。元素?zé)舻墓舱褫椛溆蒐1會聚后通過氘燈中心的小孔，與氘燈輻射合并后由L2會聚通過原子化器。氘燈與元素?zé)舨捎脮r間差脈沖點(diǎn)燈方式供電，儀器根據(jù)同步脈沖分時測量總吸收及背景吸收并計(jì)算分析原子吸收。(b)為反射型氘燈背景校正器，用一個旋轉(zhuǎn)切光器M1使由空心陰極燈和氘燈發(fā)出的輻射交替地通過原子化器，分時測量總吸收(空心陰極燈的輻射吸收信號)及背景吸收(氘燈的輻射吸收信號)。反射型背景校正器，可使用氘燈、鎢燈或氙燈作光源，光源調(diào)制方式可采用機(jī)械斬光調(diào)制也可采用時間差脈沖點(diǎn)燈電調(diào)制。當(dāng)采用時間差脈沖點(diǎn)燈方式時，旋轉(zhuǎn)切光器M1可用半透半反境代替，這種裝置結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定可靠，因此得到了廣泛的應(yīng)用。

這種裝置的缺點(diǎn)是采用兩種光源，由于光源的結(jié)構(gòu)不同，兩種燈的光斑大小也存在差異，不易準(zhǔn)確聚光于原子化器的同一部位，故影響背景校正效果。氘燈在長波處的能量較低，不易進(jìn)行能量平衡，也不適用于長波區(qū)的背景校正。

2.3.2空心陰極燈自吸收校正背景

自吸收校正背景方法是利用在大電流時空心陰極燈出現(xiàn)自吸收現(xiàn)象，發(fā)射的光譜線變寬，以此測量背景吸收。圖2-7是空心陰極燈自吸收法背景校正裝置的原理圖。主控制器控制系統(tǒng)的整體工作，由單片機(jī)及接口電路組成，也有采用程序存儲器編碼輸出時序信號，同步整個系統(tǒng)的工作。D/A輸出控制空心陰極燈電源，D/A輸出電平的高低產(chǎn)生空心陰極燈電流波形。窄脈沖大電流IH是自吸收電流，峰值電流可設(shè)置為300-600mA，寬脈沖小電流IL是正常測量電流，峰值電流可設(shè)置為60 mA或更小。儀器控制軟件在設(shè)置燈電流時，廠家一般給定的是平均電流，約幾毫安至十幾毫安，這并不表示幾毫安的燈電流即能產(chǎn)生自吸現(xiàn)象。點(diǎn)燈頻率可取100-200Hz，太高的頻率光強(qiáng)度不易穩(wěn)定，頻率太低背景校正效果差。由于寬、窄脈沖的電流差別很大，前置信號放大器必需取不同的增益，以平衡信號的輸出。由同步信號控制在tL及tH時刻分別接通運(yùn)算放大器的反饋電阻RL及RH輸出總吸收測量信號及背景測量信號。

自吸收背景校正裝置的主要優(yōu)點(diǎn)是:(1) 裝置簡單，除燈電流控制電路及軟件外不需要任何的光機(jī)結(jié)構(gòu);(2)背景校正可在整個波段范圍(190~900nm)實(shí)施;(3)用同一支空心陰極燈測量原子吸收及背景吸收，樣品光束與參比光束完全相同，校正精度很高。

同時也存在一些不足:(1) 不是所有的空心陰燈都能產(chǎn)生良好的自吸發(fā)射譜線。一些低熔點(diǎn)的元素在很低的電流下即產(chǎn)生自吸，一些高熔點(diǎn)元素在很高的電流下也不產(chǎn)生自吸，對這樣一些元素測定，靈敏度損失嚴(yán)重，甚至不能測定。(2) 由于空心陰極燈的輻射相對供電脈沖有延遲，為在自吸后能返回到正常狀態(tài)，調(diào)制頻率不宜太高。

鑒于以上幾點(diǎn)，有人專門研究了自吸收用的空心陰極燈。也有人采用高強(qiáng)度空心陰極燈作背景校正，采取的措施是在窄脈沖時切斷輔助陰極的供電，以提高自吸收能力，寬脈沖時增加輔助極電流，以使自吸收降至最小。在這種條件下，分析靈敏度得以提高，尤其是對一些通常工作電流下便發(fā)生自吸的元素，效果更好，如Na的測定。

2.4單色器

單色器是用于從激發(fā)光源的復(fù)合光中分離出被測元素的分析線的部件。早期的單色器采用棱鏡分光，現(xiàn)代光譜儀大多采用平面或凹面光柵單色器。進(jìn)入二十一世紀(jì)已有采用中階梯光柵單色器的儀器推向市場，這種儀器分辨能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)小巧，具有很強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

單色器是光學(xué)系統(tǒng)的最重要部件之一，其核心是色散元件。光柵色散率均勻，分辨率高，是良好的分光元件。尤其是復(fù)制光柵技術(shù)的發(fā)展，已能生產(chǎn)出價格低廉的優(yōu)質(zhì)復(fù)制光柵，所以近代商品原子吸收光譜儀幾乎都采用光柵單色器。單色器由入射和出射狹縫、反射鏡和色散元件組成。色散元件一般為光柵。單色器可將被測元素的共振吸收線與鄰近譜線分開。

作為單色器的重要指標(biāo)，光譜帶寬是由入射、出射狹縫的寬度及分光元件的色散率確定的，更小的光譜帶寬可更有效的濾除雜散輻射。

例如:光譜帶寬設(shè)置為1nm時，Ni燈的232.0nm(共振線)、231.6nm(非共振線)、231.0nm(共振線)三條線同時進(jìn)入檢測系統(tǒng)，將使測定靈敏度明顯降低，如果減小光譜帶寬為0.2nm，只允許Ni232.0nm共振線進(jìn)入檢測系統(tǒng)，則分析靈敏度明顯提高。

原子吸收常用的光譜帶寬有0.1nm，0.2nm，0.4nm，1.0nm，2.0nm等幾種。人們注意到，在一般狀態(tài)下元素?zé)舻墓舱褫椛鋷捫∮?.001nm，故狹縫寬度減半時，光通量也相應(yīng)減半，而對于連續(xù)輻射，除光通量減半外，譜帶寬度也要減半，因而在狹縫寬度減半時，能量衰減系數(shù)為4。在有強(qiáng)烈的寬譜帶發(fā)射光(例如，對鋇元素進(jìn)行分析時火焰或石墨管發(fā)射的熾熱光)抵達(dá)光電倍增管時，狹縫寬度減小1倍可使雜散輻射減為1/4，而光譜能量減小1倍。為進(jìn)一步控制雜散輻射，有的儀器采用狹縫高度可變的設(shè)計(jì)，在測量一些特殊元素(如鋇、鈣等)或使用石墨爐時可選用。值得提及的是，這種設(shè)計(jì)并不是通過減小光譜帶寬來降低寬帶輻射的雜散光，而是從光學(xué)成像角度考慮的。火焰或石墨管發(fā)射的熾熱光面積較大，在狹縫處能量均勻，而元素?zé)舻墓舱褫椛湓讵M縫中心能量最強(qiáng)，故而降低狹縫高度，可降低雜散輻射的比例。

2.5監(jiān)測器

原子吸收光譜法中檢測器通常使用光電倍增管。光電倍增管是一種多極的真空光電管，內(nèi)部有電子倍增機(jī)構(gòu)，內(nèi)增益極高，是目前靈敏度最高、響應(yīng)速度最快的一種光電檢測器，廣泛應(yīng)用于各種光譜儀器上。

常用光電倍增管有兩種結(jié)構(gòu)，分別為端窗式與側(cè)窗式，其工作原理相同。端窗式從倍增管的頂部接收光，側(cè)窗式從側(cè)面接收光，目前光譜儀器中應(yīng)用較廣泛的是側(cè)窗式。

光電倍增管的工作電源應(yīng)有較高的穩(wěn)定性。如工作電壓過高、照射的光過強(qiáng)或光照時間過長，都會引起疲勞效應(yīng)。

2.6類型

按光束分為單光束與雙光束型原子吸收分光光度計(jì);

按調(diào)制方法分為直流與交流型原子吸收分光光度計(jì);

按波道分為單道、雙道和多道型原子吸收分光光度計(jì)。

從世界上第一臺原子吸收儀器誕生到現(xiàn)在已有50年的歷史，50年來原子吸收儀器以其準(zhǔn)確、快速、干擾極少的突出優(yōu)點(diǎn)成為各實(shí)驗(yàn)室微量金屬元素分析最理想的首選儀器。然而有一點(diǎn)遺憾的是在檢測自然界中含量極少的某些元素如汞(水銀)、砷(化合物為砒霜)、鉛、硒等物質(zhì)時卻非常不理想，這些元素中有許多是有毒或劇毒物質(zhì)，為仲裁檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)和專業(yè)部門必檢項(xiàng)目，因此大量的科學(xué)家通過不懈的努力，研制了各種精密且價格昂貴的專用儀器來解決這一檢測難題。

HG-9602A多功能原子吸收分光光度計(jì)，該儀器成功實(shí)現(xiàn)了在原子吸收儀器上準(zhǔn)確測量痕量(μg/l)的汞、砷、鉛、硒、錫、銻、碲等普通原子吸收無法測量的元素。大大提高了原子吸收儀器的使用價值，使這種先進(jìn)的分析儀器再創(chuàng)輝煌。