原子吸收光谱仪系统基本结构是什么？

BH2101S  博晖原子吸收光谱仪系统的基本结构，见图 3-1。 

图 3-1

1、原子吸收光谱仪 2、空气过滤器 3、氩气瓶 4、氩气压力表，

5、主机台架 6、自动进样器（选配） 7、显示器(选配） 8、计算机主机（选配） 

注：氩气瓶，主机台架由用户配置

图 3-2  主机正面板

图 3-3  主机后面板

BH2101S 原子吸收光谱仪是一种专用原子吸收光谱仪，由主机（光源系统、钨舟原子化

器系统、光学系统、电子电路系统）、软件（发布版本：V3）、空气过滤器、计算机主机（选配）、显示器（选配）、自动进样器（选配）、打印机（选配）组成。

图 3-4

3.1 光源－空芯阴极灯

空心阴极灯作为锐线光源，其发射线的半宽度比吸收线的半宽度要窄 5-10  倍以上。同时达到具有足够辐射强度、光强度稳定的光源要求。

空心阴极灯的空心圆筒形阴极内衬 Pb 和 Cd 高纯金属，其底部接出 1 条电源线。阳极为由呈圆环状的金属构成，并在外部固定在两根套加瓷管的金属细柱上，再接上 1 条电源线穿过底座，与阴极电源线合并，接入灯的插头上。灯体外部，由硬质玻璃（带有石英窗）构成。灯内部抽真空，然后充入惰性气体氖气，见图 3-5。

图 3-5

当阳极与阴极之间施加适当电压（通常为 300~ 500V）后，会产生辉光放电，电子在电场的作用下加速，与惰性气体分子碰撞使之电离。带正电荷的惰性气体离子在电场作用下，

向阴极内壁猛烈轰击，使阴极表面的金属原子溅射出来。溅射出来的金属原子再与电子、惰

性气体原子及离子发生碰撞而被激发到激发态。由于激发态不稳定，原子瞬间又返回到基态， 同时辐射出此元素的单色光－元素特征谱线。

空心阴极灯的光强度与灯的工作电流有关。增大灯的工作电流，可以增加发射强度，但工作电流不能过大，这样会造成灯本身发生自蚀现象，加快内充气体的“消耗”而缩短灯的 寿命；阴极温度过高，使阴极物质溶化、放电不正常，使灯光强度不稳定等。因此灯电流要适当。它随阴极元素和灯的设计而不同。本仪器的 Pb 和 Cd 复合阴极灯的灯电流为 3mA 左右。

3.2 钨舟原子化器

钨舟原子化器，是一种电加热原子化器，将样本注入钨舟，通电加热，使钨舟产生高温， 以达到样本原子化的目的。原子化工作过程主要分为干燥、灰化、原子化、净化四步程序升温。干燥的目的是低温（通常为 100℃左右）蒸发去除样品的溶剂，以免溶剂的存在导致在灰化和原子化过程中飞溅。灰化的作用是在较高温度下（600℃左右）进一步除去有机物等， 以减少背景干扰。原子化的作用是利用高温（1600℃左右）使样本中的铅、镉变为基态原子， 进行测量。净化的作用是将温度升至最大允许值，以除去钨舟上的残余物，消除对下一个测定产生的影响。

钨舟是钨舟原子化器的一部分，它是用导电、导热性能良好的钨材料制成的舟状样品池， 见图 3-6。

图 3-6

3.3 光学系统

 光学系统分为外光路系统和单色器系统组成。见图 3-7。外光路主要有元素灯和一组透镜和反射镜。

图 3-7

单色器主要由入缝、出缝、光栅、接收器－光电倍增管组成。

单色器有色散功能，其色散功能是由分光器件光栅来完成的，光栅的反射面刻画有许许多多精细的平行线，非常密集，光入射到此刻画面后产生衍射，不同波长光线以不同角度衍射偏离出来，使不同波长的光信号检测出来。本系列仪器使用的是全息闪耀光栅，闪耀光栅能减少光强衍射的损耗。

如图 2-5 所示，带有测量信息的光，由入缝进入单色器，不同波长的光产生色散，所需测量元素的特征波长的光被分离出来，由出缝进入了信号接收器－光电倍增管，这样，也就实现了对样本的测量。

光电倍增管是用于微光测量的重要探测器，具有很高的光电转换效率，很高的信噪比和较大的增益，而且也有很宽的频谱响应和很高的光谱灵敏度。这样便充分保证了信号检测的安全可靠性，以及信号的精度和准确度。

3.4 电子电路系统

仪器的电子电路系统实现如下功能：测量信号的接收，信号放大处理，设备控制，仪器校正，数据处理。

在电子电路中采用了广泛使用的微机电路。微机为原子吸收提供了很强的仪器实时控制能力和计算能力。这使得仪器的操作非常方便，包括仪器校正，精确地由吸光度来换算样本浓度。

3.5 应用软件系统

应用软件系统实现对仪器的测量操作，控制和数据处理。包括专用软件、计算机、打印机，计算机与主机通过数据信号线连接。计算机专用软件提供显示、操作界面，仪器参数， 仪器的调试、标准曲线绘制、样本测量、数值显示及分析结果打印控制等工作也要通过专用软件完成。应用软件已经随机装入系统不需使用者单独安装。

计算机技术的应用大大方便了测试分析及数据处理过程。数据的采集、仪器的校准、测量结果浓度直读、结果数据的统计处理及输出打印都变得很方便。

3.6 空气过滤器

在原子吸收光谱仪上配备空气过滤器。空气过滤器主要包括残气收集罩、风管和空气过滤器，如图 3-8 所示。空气过滤装置的主要功能是过滤测量过程中产生的残气，保持室内清洁，不需要其它的通风过滤设备。

空气过滤器的特点是：

结构紧凑、占地面积小、操作简便、便于安装和更换，解决现有原子吸收光谱仪进行空气净化时存在的净化装置结构复杂、清洗维护不便、环境适应性差、体积庞大、占用空间的问题。

图 3-8

1、原子吸收光谱仪 2、残气收集罩 3、风管 4、空气过滤器

3.7 自动进样系统

自动进样系统包括自动进样器，是用步进电机的步数控制机械臂的位置和吸样量， 用电磁阀的开闭控制清洗液和清洗时间，克服了手动加样精度低，产生的测量误差，同时实现了加样自动控制。