引言
7230G可見分光光度計(jì)是新一代帶微機(jī)電腦的 智能化可見分光光度計(jì),具有較強(qiáng)的控制功能和數(shù) 據(jù)處理能力,并配有打印輸出。適用于在可見光譜 區(qū)范圍內(nèi)的各種物質(zhì)進(jìn)行定量分析。廣泛應(yīng)用于醫(yī) 療衛(wèi)生、臨床檢驗(yàn)、生物化學(xué)、石油化工、環(huán)境保護(hù)、 質(zhì)量控制及大專院校教學(xué)實(shí)驗(yàn)等部門。本文對(duì) 7230G可見分光光度計(jì)儀器原理以及常見的故障維 修進(jìn)行探討與分析。 2 儀器原理、結(jié)構(gòu)及光學(xué)系統(tǒng) 7230G可見分光光度計(jì)的測(cè)量原理:利用物質(zhì) 在光的照射激發(fā)下,物質(zhì)中的原子和分子所含的能 量以多種方法與光相互作用而產(chǎn)生對(duì)光的吸收效 應(yīng)。由于物質(zhì)對(duì)光具有選擇性,各種不同的物質(zhì)都 有其各自的吸收光譜,用其特性來對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性 和定量分析。因此當(dāng)某單色光入射溶液時(shí),其能量 就會(huì)被吸收而減弱。當(dāng)入射光、吸光系數(shù)和溶液的 光程長度不變時(shí),透過光是根據(jù)溶液的濃度而變化 的。通過測(cè)定吸光度即可得出被測(cè)溶液的濃度。儀 器內(nèi)計(jì)算機(jī)根據(jù)朗伯—比耳定律設(shè)有一個(gè)線性回 歸方程A=MC+N計(jì)算程序,只要輸入標(biāo)準(zhǔn)試樣濃度 值或線性回歸方程中的M和N,便能直接測(cè)定被測(cè)試 樣的濃度值。 7230G可見分光光度計(jì)的電子線路結(jié)構(gòu):采用INTEL公司MCS-51系列單片機(jī)中的89C52微處理 器。89C52微處理器內(nèi)置8位中央處理單元、256字節(jié) 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、 8k片內(nèi)程序存儲(chǔ)器(ROM)32 個(gè)雙向輸入/輸出(I/O)口、 3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器和5 個(gè)兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu),一個(gè)全雙工串行通信口,片內(nèi)時(shí) 鐘振蕩電路。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)為14433,接口(I/O) 采用8155。單色光透過被測(cè)溶液后由光電池接收并 轉(zhuǎn)換為電信號(hào)PD,經(jīng)IC3前置放大器放大。由于在 300nm~900nm之間基準(zhǔn)信號(hào)不一,單片微型計(jì)算機(jī) 根據(jù)不同的基準(zhǔn)信號(hào),向IC2D/A轉(zhuǎn)換器發(fā)出指令,從 而改變IC1的放大倍數(shù),一直到基準(zhǔn)信號(hào)達(dá)到單片微 型計(jì)算機(jī)中的程序要求。信號(hào)進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器,A/D 轉(zhuǎn)換器將前置放大器放大的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字 信號(hào)送往單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,見圖1。 7230G可見分光光度計(jì)的光學(xué)系統(tǒng):采用溴鎢 燈作為光源。光源W發(fā)出連續(xù)輻射光束,射到球面鏡 M1上,經(jīng)M1的反射,光束通過濾光片F(xiàn)濾去次級(jí)光 譜進(jìn)到光狹縫S1,然后進(jìn)入單色器,在單色器中光 束經(jīng)過平面鏡M2的反射,光束改變方向投射到準(zhǔn)直 鏡M3上,經(jīng)M3的反射光束成為平行光投射到平面 光柵G上,經(jīng)平面光柵G的色散,色散的光束投射到 準(zhǔn)直鏡M4上,經(jīng)M4的聚焦,色散光聚焦通過出射狹 縫S2出單色器成為單色光,單色光通過透鏡T以使 光束集中通過樣品池中的樣品,后照射到光電池 PD上,見圖2。
3 故障與維修 例1、測(cè)量時(shí)無單色光或光斑不完整 檢查:檢查溴鎢燈正常,光源通過單色器后,無 法出射單色光或出現(xiàn)光斑不均勻、不完整的現(xiàn)象。 操作:這時(shí),把波長調(diào)到放在580nm處,在出光 孔處放一紙卡片以便觀察,重新調(diào)整光源燈燈絲位 置,同時(shí)在紙卡片處觀察光斑形狀,使其為黃色且光斑完整。如不好,可松開光源燈與底板緊固螺 絲,使其前后左右移動(dòng),觀察使光斑時(shí)固緊底 板螺絲。 例2、溴鎢燈更換后,雖亮但無出射光 分析:每一個(gè)溴鎢燈的燈絲位置都略有不同, 其燈絲的位置直接影響儀器光線的走向。 操作:首先用白紙放到單色器進(jìn)光孔處觀察是 否有一長方型光斑,如果光斑不能正中進(jìn)入光孔,先調(diào)整光 源燈座上的三顆螺母改變溴鎢燈的位置,使光 斑正中射入光孔?;蛴冒准?jiān)谇蛎娣瓷溏R前面向單 色器入射孔方向隨光斑移動(dòng),檢查單色器入口處應(yīng) 有光亮進(jìn)入,如果沒有,可調(diào)節(jié)球面反射鏡背后的 左右兩個(gè)螺母位置使光亮進(jìn)入,使光斑在580nm處 為黃色且光斑完整。 例3、光斑大小不均勻且模糊散光及讀數(shù)不穩(wěn) 定 分析:儀器使用一段時(shí)間后,因各種因素導(dǎo)致 光路焦距微位移。 操作:在樣品池光路中放白紙片,松開燈座后 方的兩顆固定螺絲前后緩慢移動(dòng)燈座,觀察白紙上 光斑的變化,當(dāng)投射到白紙上的光斑大小均勻,清 晰看到溴鎢燈燈絲即可把松開的固定螺絲固緊。 例4、儀器的雜散光偏高 分析:雜散光是可見分光光度計(jì)的重要指標(biāo), 國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)分光光度計(jì)的雜散光明確規(guī)定,7230G光柵型分光光度的雜散光: B段360nm≤0.5%、 420nm≤1.0%。雜散光指遠(yuǎn)離吸收光的其它波長的 入射光。是光學(xué)系統(tǒng)中非正常傳輸光的總稱。產(chǎn)生 于漏光,透射光學(xué)元件表面的殘余反射,從光學(xué)元 件表面以及大氣中的灰塵,以及由于光學(xué)元件表面 質(zhì)量問題都會(huì)產(chǎn)生雜散光。雜散光的存在會(huì)對(duì)朗 伯-比耳定律產(chǎn)生偏移,從而產(chǎn)生測(cè)量數(shù)據(jù)的不準(zhǔn) 確。 操作:對(duì)于光學(xué)元件的灰塵可用鏡頭紙或棉簽 蘸*擦拭。光學(xué)元件表面的霉菌可用鏡頭紙 或棉簽蘸蒸餾水擦拭,并用凈風(fēng)吹干。而光學(xué)元件 損壞只有更換。對(duì)于漏光,可用黑布遮住儀器,測(cè)試 光電池、暗盒等部分,找到漏光處加以排除。 例5、儀器的讀數(shù)不準(zhǔn) 分析:前置放大線路是把光電轉(zhuǎn)換成的信號(hào)按 比例放大,但由于電子器件的原因,儀器在使用一 段時(shí)間后,參數(shù)會(huì)有一定的變化導(dǎo)致儀器的讀數(shù)不 準(zhǔn)。
操作:當(dāng)儀器的讀數(shù)不準(zhǔn)時(shí),可在前置放大線 路中調(diào)節(jié)W1電位器。如果儀器光源足夠亮,按100% 鍵不能達(dá)到滿度,可調(diào)節(jié)W2電位器,在調(diào)節(jié)W2時(shí)用 不漏光的物體遮蓋測(cè)試槽,用萬用表測(cè)試電路板上 的CK3測(cè)試點(diǎn)電壓,測(cè)試點(diǎn)電壓為1000mV(如圖3)。 例6、儀器顯示E1 檢查:當(dāng)儀器合上樣品池蓋儀器顯示E1。檢查 樣品槽光路及樣品槽蓋正常。用手人為地打開儀器 光門,儀器顯示依然為E1。用萬用表測(cè)試電路板上 的CK3測(cè)試點(diǎn)電壓,測(cè)試點(diǎn)電壓為零伏。測(cè)量IC3輸 出端信號(hào),無論打開或關(guān)閉儀器光門都沒有變化, 而人為在IC3輸入段加入信號(hào),CK3測(cè)試點(diǎn)上有輸出 信號(hào)變化,證明放大電路是正常的,檢查光電轉(zhuǎn)換器也能正常光電轉(zhuǎn)換,證明故障出在連接線上而不 是器件故障。通過線路測(cè)量:故障出在光電轉(zhuǎn)換器 連線與線路板的焊接點(diǎn)上,因虛焊而致使信號(hào)連接 不上。 操作:把檢查到的連接虛焊點(diǎn)重新焊接牢固, 儀器故障排除。筆者在后續(xù)的儀器維修工作中, 7230G可見分光光度計(jì)這種型號(hào)儀器都在同一點(diǎn)上 出現(xiàn)虛焊,需引起同行的注意。
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