第二章光電比色計(jì)

1、醫(yī)用檢驗(yàn)分析儀器復(fù)習(xí)前端內(nèi)容 什么是物質(zhì)的選擇性吸收？2.1.2朗伯-比爾定律 所有的吸收光譜儀器對(duì)物質(zhì)的定量都遵從所有的吸收光譜儀器對(duì)物質(zhì)的定量都遵從朗伯朗伯- -比爾定律。溶液顏色的深淺與濃度之比爾定律。溶液顏色的深淺與濃度之間的關(guān)系可以用朗伯間的關(guān)系可以用朗伯- -比爾定律描述。比爾定律描述。 吸光度吸光度A A為為KcbKcb。 K K為吸光系數(shù)，溶液濃度為吸光系數(shù)，溶液濃度c c，溶液，溶液 厚度厚度b b，透光度和吸光度的關(guān)系，透光度和吸光度的關(guān)系2.1.3 比色分析的測量方法 用比色測定的顏色反應(yīng)具備以下幾條：用比色測定的顏色反應(yīng)具備以下幾條： 1、反應(yīng)有較高的特異性，從而干擾小

2、； 2、反應(yīng)產(chǎn)生的有色物質(zhì)吸光系數(shù)要大，大者靈敏度高； 3、有色產(chǎn)物的離解度要小，小則穩(wěn)定； 4、有色產(chǎn)物有恒定組成成分，使產(chǎn)生顏色穩(wěn)定。2.2 光電比色計(jì)的結(jié)構(gòu) 利用光電池或光電管等光電轉(zhuǎn)換元件作檢利用光電池或光電管等光電轉(zhuǎn)換元件作檢測器，來測量通過有色溶液后透射光的強(qiáng)測器，來測量通過有色溶液后透射光的強(qiáng)度，從而求出被測物質(zhì)含量的方法叫做光度，從而求出被測物質(zhì)含量的方法叫做光電比色法。電比色法。光源 要求：要求：比色分析所用的理想光源應(yīng)在整個(gè)所需要的波長范圍內(nèi)具有均勻的發(fā)光強(qiáng)度 A A、可見光范圍內(nèi)通常用鎢絲燈和鎢鹵素?zé)?、可見光范圍?nèi)通常用鎢絲燈和鎢鹵素?zé)簟?B B、在紫外波段常用氘燈（氫燈

3、）。、在紫外波段常用氘燈（氫燈）。光源 在光電比色計(jì)和可見分光光度計(jì)中，采用612V的鎢燈，最適宜的波長范圍為3601000nm。 需用穩(wěn)壓裝置來穩(wěn)定電壓。 使用聚光鏡使光源射來的光成為平行光。通常使用凹面鏡或凸透鏡。光源燈的穩(wěn)壓電路（自學(xué)）濾光片 注意：注意：由朗伯-比爾定律知道，在比色分析時(shí)一定要使用單色光。 濾光片就是產(chǎn)生單色光的一種裝置。作用相當(dāng)于電路中的帶通濾波器。 濾光片通過的波長范圍越窄，透射比越大濾光片通過的波長范圍越窄，透射比越大，說明其質(zhì)量越好。，說明其質(zhì)量越好。 什么叫什么叫半寬度半寬度？常用濾光片 1 1、吸收濾光片：呈現(xiàn)顏色就是其透過光的、吸收濾光片：呈現(xiàn)顏色就是其透

4、過光的顏色。顏色。 2 2、截至濾光片：透光部分的透射比接近、截至濾光片：透光部分的透射比接近100%100%，而其他部分迅速下降。，而其他部分迅速下降。 3 3、復(fù)合濾光片：兩個(gè)截至濾光片或兩個(gè)帶、復(fù)合濾光片：兩個(gè)截至濾光片或兩個(gè)帶通濾光片，或一帶通濾光片配一截至濾光通濾光片，或一帶通濾光片配一截至濾光片，可組成新的帶通濾光片。片，可組成新的帶通濾光片。 4 4、干涉濾光片：光的干涉原理。（看書）、干涉濾光片：光的干涉原理。（看書） 5 5、中性濾光片：灰玻璃，可以做吸光度的、中性濾光片：灰玻璃，可以做吸光度的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)。比色皿 比色皿主要用來盛裝比色分析的樣品液。 在可見光范圍內(nèi)，比色皿常

5、用無色光學(xué)玻璃或塑料制成；在紫外區(qū)，常用石英玻璃來制作。 國際上規(guī)定，液層厚度為10mm的比色皿為標(biāo)準(zhǔn)比色皿。 氣體比色皿必須加有蓋子。 注意事項(xiàng) 1 1、每臺(tái)儀器比色皿均為成套，不能混用。、每臺(tái)儀器比色皿均為成套，不能混用。 2 2、比色皿的內(nèi)壁和透光外壁都應(yīng)注意清潔、比色皿的內(nèi)壁和透光外壁都應(yīng)注意清潔，不能用硬質(zhì)纖維擦或用手去摸。，不能用硬質(zhì)纖維擦或用手去摸。 3 3、使用比色皿時(shí)要注意放置方向。、使用比色皿時(shí)要注意放置方向。 4 4、使用時(shí)液體不要放的太滿，以防液體溢、使用時(shí)液體不要放的太滿，以防液體溢出。出。 5 5、比色皿除了具有良好的透光特性，還應(yīng)、比色皿除了具有良好的透光特性，還

6、應(yīng)有較強(qiáng)的耐腐蝕性。有較強(qiáng)的耐腐蝕性。 6 6、比色皿具有方向性。、比色皿具有方向性。光電檢測器 前提條件：前提條件：在測量中必須把光信號(hào)的變化在測量中必須把光信號(hào)的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化才能定量測量。轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化才能定量測量。 問題：問題：光電傳感器有哪些？光電傳感器有哪些？ 外光電效應(yīng)：光照射表面，會(huì)有光電子從外光電效應(yīng)：光照射表面，會(huì)有光電子從金屬表面逸出。（光電管和光電倍增管）金屬表面逸出。（光電管和光電倍增管） 內(nèi)光電效應(yīng)：光深入物體內(nèi)部，將一部分內(nèi)光電效應(yīng)：光深入物體內(nèi)部，將一部分束縛電子激發(fā)成自由電子。（光敏電阻、束縛電子激發(fā)成自由電子。（光敏電阻、光敏二極管、光電池）光敏

7、二極管、光電池）1、光電管 修理注意：光電管的負(fù)載電阻很大，所以其極間光電管的負(fù)載電阻很大，所以其極間及連接導(dǎo)線之間的絕緣、屏蔽重要。在拆裝光電及連接導(dǎo)線之間的絕緣、屏蔽重要。在拆裝光電管暗盒、更換和調(diào)節(jié)其內(nèi)部元件時(shí)，切忌用臟工管暗盒、更換和調(diào)節(jié)其內(nèi)部元件時(shí)，切忌用臟工具和手去撥弄高阻及光電管的管腳部分，以免降具和手去撥弄高阻及光電管的管腳部分，以免降低其絕緣性能低其絕緣性能 更換光電管時(shí)要注意其光譜靈敏度范圍。更換光電管時(shí)要注意其光譜靈敏度范圍。問題？ 暗電流是什么？ 暗電流的存在，限制了光電管能夠檢測的最小光通量的變化，在工作中經(jīng)常要校對(duì)零點(diǎn)，以消除暗電流的的影響。2、光電倍增管 注意：注

8、意：光電倍增管不能用來測強(qiáng)光。保管和檢修光電倍增管時(shí)，不能暴露與外界較強(qiáng)光線下。 光電倍增管多用于中、高檔儀器。3、光電池 硒光電池產(chǎn)生的光電流有幾十至幾百微安。 光電池容易受潮而使其產(chǎn)生的電流大小不穩(wěn)定。 硅光電池的使用壽命長。4、CCD檢測器 CCD是一個(gè)低噪聲器件，適于微弱信號(hào)的檢測。 光譜檢測所用的CCD多為面陣型。2.2.5 放大電路 討論？ 普通放大器和對(duì)數(shù)放大器的優(yōu)缺點(diǎn)？2.2.5 放大電路 通常將光電轉(zhuǎn)換器輸出的信號(hào)先經(jīng)阻抗變通常將光電轉(zhuǎn)換器輸出的信號(hào)先經(jīng)阻抗變換并放大后，再送給對(duì)數(shù)運(yùn)算放大器電路換并放大后，再送給對(duì)數(shù)運(yùn)算放大器電路。經(jīng)對(duì)數(shù)放大器放大后，。經(jīng)對(duì)數(shù)放大器放大后，A

9、 A與與T T之間的關(guān)系之間的關(guān)系就變成線性的了。對(duì)數(shù)放大器放大后的信就變成線性的了。對(duì)數(shù)放大器放大后的信號(hào)，送給模擬或數(shù)字顯示器去顯示。號(hào)，送給模擬或數(shù)字顯示器去顯示。2.2.6 顯示裝置 檢流計(jì)檢流計(jì) 磁電式動(dòng)圈指示表磁電式動(dòng)圈指示表其他顯示方式 ICL7107是一塊應(yīng)用非常廣泛的集成電路。它包含3 1/2位數(shù)字A/D轉(zhuǎn)換器，可直接驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管，內(nèi)部設(shè)有參考電壓、獨(dú)立模擬開關(guān)、邏輯控制、顯示驅(qū)動(dòng)、自動(dòng)調(diào)零功能等。 故障分析 數(shù)碼管顯示數(shù)字不穩(wěn)定？數(shù)碼管顯示數(shù)字不穩(wěn)定？ 儀器附近有強(qiáng)大的電磁干擾源，或電網(wǎng)中有強(qiáng)大儀器附近有強(qiáng)大的電磁干擾源，或電網(wǎng)中有強(qiáng)大的電流沖擊，可將儀器搬離，接到其他

10、電網(wǎng)中使的電流沖擊，可將儀器搬離，接到其他電網(wǎng)中使用。用。 線路中存在接觸不良。線路中存在接觸不良。 光源燈泡發(fā)亮不穩(wěn)定或接觸不良。光源燈泡發(fā)亮不穩(wěn)定或接觸不良。 儀器穩(wěn)壓電路輸出電壓不穩(wěn)定。儀器穩(wěn)壓電路輸出電壓不穩(wěn)定。 市電網(wǎng)電壓波動(dòng)太大。市電網(wǎng)電壓波動(dòng)太大。 流動(dòng)比色皿內(nèi)有氣泡存在，應(yīng)重新吸樣，排出氣流動(dòng)比色皿內(nèi)有氣泡存在，應(yīng)重新吸樣，排出氣泡。泡。 光電管損壞或老化。光電管損壞或老化。GD-821光電比色計(jì) 技術(shù)參數(shù) （1）400700nm （2）六塊濾波片 （3）光源燈：8V/9W （4）接收元件：窗式光電管 （5）測量范圍：透光度（T）：0100% 吸光度（A）：01使用方法 1.1

11、.開啟電源前應(yīng)作準(zhǔn)備工作開啟電源前應(yīng)作準(zhǔn)備工作 100%T100%T與與0A0A校正。校正。 10%T10%T與與1A1A校正。校正。 2.2.開機(jī)吸液清洗開機(jī)吸液清洗 （1 1）樣品杯中的液體不可完全吸收，以免氣泡進(jìn)）樣品杯中的液體不可完全吸收，以免氣泡進(jìn)入比色皿。入比色皿。 （2 2）吸樣停止后樣品不可馬上離開進(jìn)樣管）吸樣停止后樣品不可馬上離開進(jìn)樣管 （3 3）儀器預(yù)熱三十分鐘）儀器預(yù)熱三十分鐘 （4 4）儀器調(diào)零即）儀器調(diào)零即“截光調(diào)零截光調(diào)零”，將濾光片向上拉，將濾光片向上拉約約10mm10mm（不允許拉出）。（不允許拉出）。儀器結(jié)構(gòu) 從鎢絲燈發(fā)出連從鎢絲燈發(fā)出連 續(xù)輻射光過濾光續(xù)輻射

12、光過濾光 片變成單色，經(jīng)片變成單色，經(jīng) 透鏡會(huì)聚流動(dòng)比色皿中心，透過比色皿的透鏡會(huì)聚流動(dòng)比色皿中心，透過比色皿的光，再經(jīng)透鏡照射在光電管上，光電管將光，再經(jīng)透鏡照射在光電管上，光電管將光信號(hào)的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的大小，然后光信號(hào)的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的大小，然后經(jīng)前置放大、透光度方法、對(duì)數(shù)放大和濃經(jīng)前置放大、透光度方法、對(duì)數(shù)放大和濃度調(diào)節(jié)，可分別得到透光度度調(diào)節(jié)，可分別得到透光度T T、吸光度、吸光度A A和和濃度濃度c c，三者經(jīng)，三者經(jīng)A/DA/D后用三位半數(shù)碼管顯示后用三位半數(shù)碼管顯示進(jìn)樣吸液系統(tǒng)（流動(dòng)比色皿） 1、關(guān)鍵部件蠕動(dòng)泵 2、帶有四個(gè)滾柱的 滾柱盤由電機(jī)帶動(dòng) 3、采用定時(shí)集 成電路，

13、吸液過程可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制。555 1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。 8腳：外接電源VCC，雙極型時(shí)基電路VCC的范圍是4.5 16V，CMOS型時(shí)基電路VCC的范圍為3 18V。一般用5V。 3腳：輸出端Vo 2腳：低觸發(fā)端 6腳：TH高觸發(fā)端 4腳：是直接清零端。當(dāng)端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論、TH處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。 5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只0.01F電容接地，以防引入干擾。 7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。555單穩(wěn)態(tài) 輸出正脈沖寬度 tW = 1.1RC123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:11-Jul-2005Sheet of File:E:指導(dǎo)書電子技術(shù)指導(dǎo)書數(shù)字電路.ddbDrawn By:RC0.01uF48763152VCCVOVC555ViVVOVVCCVOVOHOLVTWtttOOiiHCTit0t1t2THTLtiwt32CD4052故障分析 泵轉(zhuǎn)動(dòng)但不吸樣，或吸樣慢；停止吸液后，有