摘 要:根据 721 型分光光度计的工作原理和仪器性能,在仪器的日常维护、使用方法和常见故障及维修方面进行了探讨,是在经过多年的应用和检定过程中得到的经验积累,可供广大操作使用者和检定人员参考。
721 型分光光度计作为一种理化分析仪器,广泛应用于工厂、矿山、医院以及科研单位的化验室,可在光谱区域(其波长使用范围)360 nm~800 nm 内对样品进行定性、定量的分析。它由光源系统、分光系统、测量系统、接受显示系统、稳压电源等部分组成。基本工作原理是:利用物质在光的照射激发下具有选择性吸收现象来对物质进行定性和定量的分析。它符合朗伯—比耳定律:
1 721型分光光度计的日常维护
分光光度计属于精密仪器,为了保证测量结果的准确可靠,要注意对测量仪器的日常保养与维护,应当妥善保管和精心维护,这样才能保证分光光度计长期使用、稳定可靠、测量精度高。
① 仪器应安放在整洁干燥的房间内,并放置在平稳的工作台上。
② 仪器使用者在使用仪器前应先详细阅读仪器的使用说明书,并了解仪器各键盘的作用和功能。在接通电源之前,要检查仪器的安全性,电源线接线应牢固,接地要良好,各个调节旋钮的起始位置应正确,然后再接通电源开关。
③ 定期检查仪器放大器及单色器两个干燥筒内的防潮变色硅胶,如发现硅胶受潮变色,应及时更换干燥硅胶。
④环境温度在条件容许的情况下,尽量保持在15℃~30℃之间,这样能保证电器件稳定工作,不易老化,使分光光度计不易损坏,灯源的使用寿命得到延长。若条件不容许,在高温的情况下,缩短开机时间,有效使用分光光度计,使电器件不要长期保持在高温下。在低温下,预热时间比常温下的预热时间要长,这样能保证在仪器稳定的情况下进行使用。
⑤ 环境湿度在条件容许的情况下,尽量保持在相对湿度60%RH 以下,确保光度计内部的光学件和电器件不受潮、腐蚀。若条件不容许,在高湿度和低湿度的情况下尽量保持通风。
⑥ 环境在条件容许的情况下尽量保持洁净,清扫环境时动作不宜太大,不要扬起灰尘,清扫之前分光光度计需加盖防尘罩,以防灰尘进入分光光度计内部。
⑦ 定期检查仪器波长的准确性,以免引起不必要的测量误差。每次测量液体样品后,应检查样品溶液是否残留在样品室内,如有残留液,则应及时擦干净,以免污染样品室。
⑧ 仪器使用完毕后,用随机提供的防尘套罩住,在套子内应放数袋硅胶,以免光源灯室受潮,影响仪器的性能。
2 721 型分光光度计的使用方法
正确地按照操作步骤方法来使用和操作仪器,可以保证仪器的稳定性,使测量结果准确,同时延长仪器的使用寿命。
① 在仪器未接通电源时,电表的指针必须位于零刻线上,否则可用电表上的校正螺丝进行调节。
② 将仪器的电源开关接通,打开样品室上盖,选择需用的单色波长及灵敏度。调节 0%电位器,使电表指示为“0”,然后将样品室上盖合上。比色皿架处于蒸馏水校正位置。旋转调节至 100%电位器,使电表指针至满刻度。仪器预热大约20 min。
③放大器灵敏度有5档,是逐步增加的,1档最低。灵敏度的选择原则是保证使空白溶液档能调到100%的情况下,尽可能采用灵敏度较低档,这样仪器将有更高的稳定性。使用时,一般置1 档,灵敏度不够时再逐渐升高,但改变灵敏度后需重新调节 0%及 100%。
④正常使用情况下,灵敏度应置于最低档,在以空气为测量参比时,此档位透射比值调到满刻度即可。如果灵敏度档位置过高,容易引起仪器的暗电流增大,仪器的零点漂移就会相应增大,造成透射比准确度超差。
⑤预热后,连续几次调节0%及100%,仪器即可以进行测量工作。
⑥ 如果大幅度改变测量波长时,在调整 0%及 100%后稍等片刻(钨灯在急剧改变亮度后需要一段热平衡时间),待指针稳定后重新调整0%及 100%,即可工作。
⑦ 仪器处于工作状态时,光源发光应稳定、无闪烁现象。当波长置于 580 nm处时,在样品室内且位于被测样品的位置能看到正常的黄色光斑,仪器的样品室应密封良好,无漏光现象,样品架应推拉自如、正确定位、各透光孔透光量应一致。
⑧ 检定透射比准确度所使用的可见光区光谱中性滤光片是以样品室的尺寸设计的,因此在检定分光光度计时,须将光谱中性滤光片置于样品室的各透光孔中心位置,以免位置发生偏离,入射的单色辐射通量受到遮挡,使得光电探测器没有完全接受到应透射的单色辐射通量,造成测量结果超差。
3 721型分光光度计的常见故障与维修
仪器在长时间使用后,光学零件会受到不同程度的污染,受振动或转动的影响,机械零部件磨损引起光学元器件发生位移,就会造成光学系统异常。
① 开机后光源灯不亮,应先检查灯电压和光源灯的“通、断”情况。一般光源灯烧毁的现象比较少,光源灯不亮可能是灯电压没有加上,此时应检查灯电源稳压部分。在灯稳压电路中,集成运放 F004A 为核心元件,在运放外围元件完好的情况下,调整运放的输入端电位器W1,在输出端应有一电压变化,若没有,说明运算放大器损坏。然后,再检查功率放大管,若还没有解决,应向前检查整流块,否则,就是变压器故障。
② 光路无光或能量档显示不到 100%(其余部分正常),该现象说明仪器电路无故障,只是光路系统需要调整。将波长盘转到 580 nm 处,应有一明显、完整的长方形黄色光斑,若没有或很模糊,须对光路进行调整。首先,按单色器入射狭缝高度,调整好光源灯高度;然后左右调整反射镜位置,使反射光进入入射狭缝。固定好反射镜后,继续调整反射镜背部螺丝,使进入单色器入射狭缝的光强为最大。
③旋转100%,光源灯亮度变化不大(其余部分正常),该现象也属于整机调整,仪器面板上 100%旋钮为细调,W1为粗调。仪器零点调整好后,将面板上100%旋钮调到最大,用万用表测量灯电压,旋转机内粗调电位器。当万用表显示的灯电压为最大时,停止调整,此现象即消失。
④光门没打开时,电表指针偏转于右面100%方向处,无法回零位。一种情况是调“0”粗电位器移位,需要重新校正;另一种情况是由于光电管暗盒内硅胶受潮造成的,应取下硅胶筒,更换干燥处理过的硅胶,用电吹风向硅胶口送入干燥热风,即可调“0”。
⑤有钨灯光进入单色器,无出射单色光或光斑不均匀、不完整,此时应重新调整光源灯位置,把钨灯光源开至最亮,波长转盘放在580 nm 左右,在出光孔处放一纸片,观察光斑形状,同时观察出射单色光光斑,处于最佳状态后紧固螺钉,螺钉不宜太松,避免翻动时变动。
⑥ 波长超差,误差方向一致,并呈线性,可通过转动波长度盘消减波长误差。误差的变化可提示一个使误差呈线性的调整方向,然后转动波长度盘消除线性误差,依然超差的部分,再通过调节准直螺钉,使波长误差方向一致并呈线性,配合移动波长度盘,将误差调到最小,如此反复调整至合格范围内。
⑦ 波长超差,误差方向不一致,有正差、负差。调整方法通常为:使用干涉滤光片的标准峰值波长为 455.6 nm、555.2 nm、648.2 nm,调整准直镜,使 580 nm 处样品室为黄光,测得峰值波 长 为 430 nm、550 nm、640 nm, 最 大 、 最 小 峰 值 差640- 430=210 nm,标准峰值差 638.5- 438.2=192.6 nm。调准直镜使红片峰值在 650 nm 处,测紫片为 432 nm,峰值差为218 nm,说明调整方向不正确,再用红片调整准直镜在 628 nm处,测紫片为 433 nm,峰值差为 195 nm,接近于标准峰值差,此时,逆时针转动波长度盘,由 433 nm~455 nm,测得峰值为456 nm、558 nm、652 nm,此时误差在合格范围内。如果最大、最小峰值差小于标准峰值差,则需要扩展,此时应顺时针转动波长度盘,其余方法同上。
一般情况下,当仪器波长范围需要扩展时(即实测仪器两端的波长差小于标准波长差),可调准直镜螺丝,使峰值波长测得值高于标准值波长,然后顺时针移动波长度盘;若仪器波长需要缩小时(即实测仪器两端的波长差大于标准波长差),可调整准直镜螺丝,使峰值波长测得值低于标准值波长,然后逆时针移动波长度盘,通过这种反复细致的调整,可使仪器波长处于良好状态。
本文作者:范振华




