原子吸收光譜法空心陰極燈的工作原理與使用2015-7-31吳俊霖

目錄2023/2/5空心陰極燈二電極普通空心陰極燈三電極高性能空心陰極燈高強度空心陰極燈單元素空心陰極燈多元素空心陰極燈普通空心陰極燈、高性能空心陰極燈和高強度空心陰極燈都是原子吸收儀的光源，只是性能不同空心陰極燈分類空心陰極燈組成

陽極：饒有鉭或鈦絲的鎢棒制成陰極：由待測元素金屬做成的空心圓柱銳線光源是指能發射出譜線半寬度很窄(0．0005～0．002nm)輻射線的光源。空心陰極燈的工作原理

空心陰極燈是一種低壓氣體放電燈,空心陰極燈的發光方式是輝光放電。在空心陰極燈陰極和陽極之間施加300~500V電壓。陰極發射出的電子在電場的作用下，高速地飛向陽極。并與惰性氣體分子碰撞而電離，在電場的作用下，正離子被加速飛向陰極，造成對陰極表面的猛烈撞擊。使金屬原子被濺射出來，被濺射的金屬原子在陰極放電區內又與飛行中的惰性氣體碰撞，使原子被激發而發射出原子的特征譜線。2023/2/5高純惰性氣體氖或氬（現在大多充氖氣）。主要作用是:1.負責載送電流2.使陰極發生濺射3.與陰極濺射或熱蒸發出來的相應元素原子發生第二類碰撞,原子被激發而發射出原子的特征譜線。空心陰極燈載氣1.燈能發射待測元素的特征銳線光譜輻射,又沒有陰極雜質元素或其他元素、陽極材料、充入惰性氣體等所發射的譜線的重疊干擾。2.特征共振線兩側的輻射背景低。在一定的光譜通帶寬度之內,對于大多數元素的空心陰極燈來說,特定元素的特征共振線兩側的輻射背景應當<特征共振線輻射強度的1%，對于某些過渡元素或稀土元素燈,特征共振線兩側的背景輻射要足夠弱,越弱越好。原子吸收對空心陰極燈的基本要求:2023/2/53.燈的工作電流低,而所需要的特征共振線輻射強度大、自吸小、寬度窄。4.在燈電源足夠穩定的前提下,特征共振線輻射強度穩定。5.燈的起輝電壓低。因為許多原子吸收儀器的燈電源頻率為285、400赫茲或者更高,每秒鐘內燈要開閉數百次,起輝電壓低才能保證燈適用于各種不同的原子吸收儀器。（儀器生產）2023/2/57.燈的輻射立體角小。空心陰極燈近似于一個點光源,來自燈的輻射光束通過儀器的縫前光學系統(外光路系統)先聚焦在原子化器(火焰或石墨爐等)的中心,然后聚焦在入射狹縫上。燈的輻射立體角小,有利于聚焦后形成的像斑小,可以保證燈所發射的特征共振線輻射能量全部從原子化器內通過,再由入射狹縫進入單色器中。2023/2/51.燈不亮

儀器使用一段時間后出現元素燈點不亮。

（1）燈的問題：首先更換一支燈試一下，如能點亮，說明原燈已壞，需要更換新燈。（2）接觸不良的問題：如更換一支燈后仍不亮，可將燈插在另一個插座上，如果燈亮了，說明燈插座有接觸不良或斷線的可能，如果仍不亮，需檢查整個燈座的線路是否正常。（3）檢查空心陰極燈的供電電源是否工作正常。必要時需要請廠家維修。空心陰極燈異常現象及處理方法2.燈內放電（不停地閃亮）

2023/2/5可能由于燈內惰性氣體濺射而被吸附，氣體壓力降低所致。燈起輝電壓大于600V時，應更換燈。4.燈能量低（光強信號弱）

(1)空心陰極燈老化，考慮換燈或利用空心陰極燈激活器激活，大部分情況可恢復燈的性能。

(2)檢查儀器的原子化器是否擋光。如果是，請將原子化器位置調整好。

(3)波長選擇不正確或光束入射位置發生變化。檢查使用燈的波長設置是否正確或調整正確，手動調節波長的儀器顯示的波長值與實際的波長偏差較大時應校準波長顯示值。

2023/2/5(4)光學系統各鏡頭污染或有腐蝕現象。檢查吸收室兩側的石英窗是否嚴重污染，用脫脂棉蘸乙醇、乙醚混合液輕輕擦拭。（上海產的燈,石英窗口多采用分級鍛燒熔接,北京產的燈多用真空膠粘接故不能用酒精、乙醚擦,以免真空膠溶解后石英片脫落。）(5)放大系統增益下降，會使儀器靈敏度降低。關機檢查重新調整或更換元件。1.空心陰極燈工作電流的選擇

小電流工作能及時得到較高的吸收靈敏度。但小電流工作時,燈發光不穩定,信噪比降低。使用較大電流時,發光穩定,信噪比高,但是由于共振線半寬度加大,導致吸收靈敏度下降。

燈的壽命一般是500~1000小時。燈的壽命依賴于燈電流等。所以在滿足需要的前提下,不宜使用過大的燈電流,空心陰極燈超過最大電流會使陰極材料大量濺射，熱蒸發或陰極融化，燈使用壽命縮短。空心陰極燈使用注意事項2023/2/52.空心陰極燈不可長期貯存不用

空心陰極燈長期貯存不用,有可能由于漏氣或從燈內材料放出雜質氣體等原因會使燈的性能降低。這時陰極光強度減弱,連續發射背景增高,信噪比減小,穩定性較差。2023/2/5

燈內有雜質氣體時,充氖的燈陰極上氖光由橙紅變為粉紅甚至白色,充氫的燈陰極上氫光的紫蘭色變淡。所以對于長期貯存不用的燈,必須每隔2一3個月在規定的工作電流內,點燃半小時,能保持燈的性能和延長壽命。

對于長期使用的老化的燈，產生噪聲大，信號不穩定，能量小的現象發生,此時可將燈陰陽極反接處理,在不超過最大工作電流下放電15~30分鐘。大多數元素的燈經反接處理后,在一定程度上得到復活,延長使用壽命。2023/2