紫外可見光度計是現(xiàn)代分析實驗室的基礎儀器,其核心組件包括光源、單色器、吸收池、檢測器和信號處理系統(tǒng),每個部件都承擔著關鍵的功能。
光源系統(tǒng)是儀器的"心臟",負責提供穩(wěn)定、連續(xù)的入射光。紫外光區(qū)通常采用氫燈或氘燈,波長范圍為180-360nm,其中氘燈輻射強度大、穩(wěn)定性好、壽命長,是現(xiàn)代儀器的常見選擇??梢姽鈪^(qū)使用鎢燈或鹵鎢燈,波長范圍為350-1000nm,能夠提供足夠強度的可見光。近年來,氙燈和LED光源也逐漸應用,氙燈可同時覆蓋紫外和可見光區(qū),LED光源則具有壽命長、能耗低的優(yōu)勢。光源的選擇直接影響儀器的靈敏度和穩(wěn)定性。
單色器是儀器的"大腦",負責將復合光分解為單色光。單色器由入射狹縫、準光器、色散元件、聚焦元件和出射狹縫組成,核心部件是色散元件。早期儀器使用棱鏡分光,現(xiàn)在多采用光柵光柵,利用光的衍射與干涉原理,在整個波長區(qū)具有良好的分辨能力。狹縫寬度決定了單色光的純度和入射光強度,狹縫過大會降低分辨率,過小則減弱光強,需要根據(jù)測試需求合理選擇。
吸收池是樣品與光相互作用的場所,直接影響測量準確性??梢姽鈪^(qū)使用玻璃吸收池,紫外光區(qū)必須使用石英吸收池,因為玻璃會吸收紫外光。吸收池的光學面必須全部垂直于光束方向,以減少光的反射損失。常用規(guī)格有0.5cm、1.0cm、2.0cm、3.0cm、5.0cm等,根據(jù)樣品濃度選擇合適光程,濃度高時選擇短光程,濃度低時選擇長光程。
檢測器是將光信號轉換為電信號的關鍵部件。早期使用硒光電池,結構簡單但靈敏度低、易疲勞。光電管靈敏度較高,是目前常用檢測器。光電倍增管不僅靈敏度高,響應速度快,是高、中檔儀器的主流選擇。光電二極管陣列檢測器是近年來的重要進展,可同時檢測多個波長,快速獲得三維光譜圖。檢測器的性能決定了儀器的檢測極限和動態(tài)范圍。
信號處理系統(tǒng)負責數(shù)據(jù)的采集、放大和顯示。現(xiàn)代儀器配備智能控制系統(tǒng),可實現(xiàn)自動調零、背景扣除、標準曲線繪制、濃度直讀等功能。通過配套軟件,還能進行光譜掃描、動力學分析、多組分分析等高級數(shù)據(jù)處理。信號處理系統(tǒng)的智能化程度直接影響儀器的使用便捷性和分析效率。

紫外可見光度計的核心組件協(xié)同工作,基于朗伯-比爾定律實現(xiàn)對物質的定性和定量分析。光源提供連續(xù)光譜,單色器分離出特定波長,吸收池中的樣品吸收光能,檢測器將透射光轉換為電信號,信號處理系統(tǒng)較終給出吸光度或透射比。這種結構設計使儀器具有靈敏度高、選擇性好、準確度高、應用廣泛等特點,成為化學、生物、醫(yī)藥、環(huán)境等領域關鍵的分析工具。