分光光度計數(shù)據(jù)采集原理

1.1 雙光束分光光度計原理
分光 光 度計利用的基本原理是郎伯特一比爾(Larnbert一Beer)定律，即溶液的吸光度Abs與溶液的吸收系數(shù)a，濃度C，液層的厚度L成正比。

即:式中:T為透過率，Ia為人射光強，I}為透過光強。每種物質(zhì)都有特定的吸收光譜曲線，通過測量不同波長處待測物質(zhì)的吸光度或透過率值得到其吸收譜線，與已知譜線比較即可鑒別該物質(zhì)或測定該物質(zhì)的濃度。常用分光光度計基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，由光源、單色儀、樣品池、探測器、放大器、記錄儀6部分組成。

圖1 分光光度計基本結(jié)構(gòu)框圖
雙光 束 分 光光度計光路結(jié)構(gòu)如圖2所示。由鎢燈和氛燈分別提供可見光和紫外光的連續(xù)光源。單色儀將光束分為單色光后通過一個快速轉(zhuǎn)動的扇形旋轉(zhuǎn)鏡將光一分為二分別打到樣品池和參照池上，以此消除光源變化帶來的誤差(因此稱為雙光束式分光光度計)，用同一個探測器(光電倍增管PMT)交替接收透過的光強信號。

1.2 分光光度計信號特征
信號 處 理 過程如圖3所示。透過樣品池光束I和參考池光束Io，通過旋轉(zhuǎn)鏡M交替打到光電倍增管上，其輸出信號經(jīng)運放IC,放大成to -F L，再經(jīng)與旋轉(zhuǎn)鏡M同步的開關(guān)so,si 將信號分離為i。和i。參考信號io與標(biāo)準(zhǔn)電壓E之差通過運放ICz放大后控制PMT(打拿極)電壓，使得i。與E保持一致。在參考信號連續(xù)控制PMT的負(fù)電壓下測量樣品信號可以消除電壓及光源的波動影響，提高測量精度。此時樣品信號i輸出為與樣品池的透過率成正比的電壓信號，也可再經(jīng)對數(shù)運算電路得到與吸光度值成正比的連續(xù)變化的模擬電壓信號。此電壓信號變化速率主要由波長掃描速度和記錄儀走紙速度決定，為低頻信號。數(shù)量級為0-100mv的模擬電壓信號輸出到記錄儀經(jīng)放大后驅(qū)動描記電路，使電信號轉(zhuǎn)換為記錄筆的機械動作從而畫出吸收(或透射)光譜曲線。由上可知分光光度計輸出信號是與所測參數(shù)成線性關(guān)系的電壓模擬量信號，易于利用數(shù)字電路處理。

圖3 測量信號處理框圖