单束和双束原子吸收光谱仪系统的比较

光谱分析已经看到了许多面向应用的**域的增长,例如紫外线–可见光,红外,拉曼光谱,原子吸收光谱等。

光谱系统的设计基于吸收物种的光吸收的基本原理-比尔·兰伯特定律。多年来,基本设计一直基于单光束或双光束光学器件,而后者由于其独特的优势而倍受关注。电子和检测系统的进步进一步推动了双光束系统的普及。在本文中,讨论将限于原子吸收光谱系统。

在开始理解单光束系统和双光束系统之间的优势之前,了解单光束和双光束系统的光学布局非常重要。

单光束系统

单光束原理图

单光束原理图

由空心阴极灯组成的光源发出需要确定的元素的清晰原子线。通过位于光源和火焰之间的旋转斩波器,可以快速调制(打开和关闭)光。也可以通过向光源施加脉冲(快速打开和关闭)来实现调制。调制用于区分来自源灯的光和来自火焰的发射。调制光被引导到火焰,在火焰中存在感兴趣元素的基态原子,吸收后被引导到单色仪,该单色仪隔离了感兴趣的波长,然后被引导到检测器。

单光束系统的优势

  • 单光束仪器价格便宜
  • 由于不分离源光束,因此具有高能量通量,可实现高检测灵敏度

缺点

由于缺乏对诸如电子电路波动,电压波动,机械组件的不稳定性或光源能量漂移之类的干扰的补偿而导致的不稳定性。这种漂移会导致结果出现异常波动。

双光束系统

双光束AAS原理图

双光束AAS原理图

机械斩波器将来自光源的光束分为样本光束和参考光束。参考光束监视灯的能量,而样品光束则反射样品的吸收。观察到的吸光度测量值是样品和参考光束在移至单色仪之前重新组合的比率。这种布置补偿了由于灯强度的漂移,电子和机械波动而造成的影响,这些影响均等地影响样品和参考光束。

双光束系统的优点

  • 与早期的单光束系统相比,光学器件的现代改进允许高度自动化,并提供相同甚至更好的检测水平。由灯漂移,杂散光,电压波动引起的不稳定性因素不会实时影响测量。
  • 几乎不需要灯预热时间。这不仅可以提高结果的通量,而且可以延长灯泡的使用寿命

我们已经看到,双光束系统的设计功能远远超过了单光束系统的优势。成本因素被现代双光束系统提供的优势所抵消,因此这些已成为**选。