克里斯托弗·伯吉斯
伯吉斯分析咨询有限,“玫瑰雷”,更加,Startforth,巴纳德城堡,有限公司达勒姆DL 12 9 ab,英国
约翰·哈蒙德
Starna科学有限公司52-54福勒,Hainault商业公园,Hainault,埃塞克斯,英国IG6 3 ut / p >
介绍
下面从我们的概述”标准21圣century-establishing信任度量”本文讨论的变化发生在一个最古老的仪器光谱技术,即紫外可见光谱法。这些变化的结果在特定领域的需求,找到解决问题的定义和要求。由于这些原因,有远离传统光学台式仪器增加non-laboratory环境中使用专用的分析器。这些设备是基于固态阵列技术越来越使用MEMS(微机电系统)微techniques1生产微型光谱仪。un-skilled手中的使用这些设备可能需要“控制信封”外的应用程序使用单位的设计进行验证。在这种情况下,仪器可能无法以合适的方式作出反应,或者更严重的是产生一个结果,是完全没有意义的。我们讨论的一些限制和问题与微型光谱仪的仪器部分设计。
在仪器领域的资格,我们将简要地看看三个方面继续导致问题,即波长校准,吸光度/透射率的准确性和杂散光测量。
仪器设计
我们的经验,它正在成为惯例,当指定一个二极管阵列分光计,数组的二极管间距作为光谱带宽达到了乐器。这是一个危险的假设,在实践中光谱带宽接近二极管间距由于阴影的两倍。
重要的是要记住,为了达到99%的“真正”的吸光度光谱带,然后自然发色团的半带宽的比值光谱的带宽(南偏西)光谱仪应超过8。2因此,锋利的乐队,在测量材料如苯环型的化合物,南偏西非常重要,可能呈现许多微型光谱仪不适合这种类型的测量。
唾手可得的基于光纤的模块化设备允许用户建立系统为特定目的,并往往认为这些制成的光纤系统的免疫房间光线干扰样品接口,这可能是也可能不是真的。这个假设很容易测试通过使用一个黑色摄影“电影改变包”或一个简单的黑布。使用这种掩蔽技术不改变测量值,如果假设是正确的。
基于数组的光谱仪的一个明显的好处是,他们没有移动部件磨损,因此被认为是更可靠。这是真的,但reverse-optics光学设计意味着样本和光学分散元素(通常是一个光栅)前仍受到全光谱辐射也遇到了这些组件在一个传统的光谱仪。在传统的光谱仪,这些组件是在单色仪和光学光束偏转和/或散射仅仅减少了光强度进入单色仪。基于数组的光谱仪,单色器内发生偏转造成散射在密闭环境中。比较火药的爆炸效应在开放和封闭的环境中,这些情况下的相对影响。
这些模块系统的另一个缺点是缺少源和探测器之间的互锁模块。商业二极管矩阵工具系统百叶窗适用于限制曝光时间样本的来源在测量序列。在简单的“自建”系统源可能是直接耦合的纤维样品接口,唯一的控制源开/关开关。我们最近获得一个电池和一个圆形光束图像“烧”到光学表面上电池使用这种基于光纤阵列系统。在图1中,可以看出这样的损坏主要集中在15毫米以上基地,一个常见的测量“Z”高度。
图1所示。损坏的电池。
仪器的资格
波长
为这个基本参数提供参考资料,钬的元素选择在酸性溶液和玻璃熔体形式。最早的标准玻璃熔体形式。
这一问题一直争论不休,钬玻璃峰值随不同的供应商或融化。我们的经验表明,变异原玻璃将紫外光谱截止的地区可能会或可能不会允许紫外峰的分辨率低于300 nm 241海里的乐队是一个特殊的问题,因为它位于锋利的切断边缘滤波器。典型的频谱如图2和300纳米以下的困难明显显示。问题是加剧了不同厚度的玻璃。然而,钬玻璃的主要问题是材料的吸湿特性,使玻璃表面上的“绽放”。仔细清洗过滤器可以恢复清晰的光学抛光面。由于这些原因,钬玻璃融化应该单独认证,和返回时间清洁和保持可追溯性重新认证。
NIST的近年来比较研究和许多其他敝中断导致的一组“内在标准”的定义值4%的溶液氧化钬10% m / v高氯酸。2034 NIST SRM的频谱如图3所示。在液体中参考以下描述的山峰300海里不再是一个问题。声明基本上是正确的,然而,作为在钬玻璃的情况下,它是低紫外线光谱特征区域的敏感矩阵。在这种情况下,氧化钬材料的纯度必须> 99.99%,和大量的光谱变化是观察到的纯度值之间的99.99%和99.999%。
为了解决要求引用低于240纳米波长相同的化学结构使钬其特征光谱可以用来与其他稀土元素良好的效果,提供光谱特性在200 - 300海里。
透光率/吸光度
已经有很多关于制备、使用和酸性重铬酸钾溶液的稳定性。这些系统相关的关键因素是酸矩阵的选择使用。在无机聚合硫酸会随着时间的推移导致减少测量吸光度。然而在高氯酸,没有这样的复杂地层发生,一旦建立了铬酸、重铬酸盐离子之间的平衡,可以产生一个稳定的参考。
通常说metal-on-quartz过滤器可以提供一个可行的替代紫外线透射率过滤重铬酸的解决方案。近年来所敝中断和商业组织这些过滤器一直遭受的无功特性涂层表面吸收,从而降低污染,“针孔”等等。这个问题已经得到了解决在很大程度上通过光学结合石英涂层表面盖板,然而,一个基本物理问题仍然存在。这些“透光率”过滤器通过反射,反射的光路的不必要的光谱分量。如果一个人认为2 a (1% T)过滤器- 99%的入射光被反射直接回波谱仪,并可能严重影响测量过程。你是测量一面镜子!NIST使直接提及这种效应指SRM 2031。除非开辟你会得到一个光学反射回探测器通过光学系统的来源将导致异常低的吸光度读数。你可以检查这个效应通过测量过滤器在一个轻微的角度入射电子束(最好2°)。如果你观察一个显著增加一个inter-reflection错误。
钬玻璃
同样稳定,证明“记录”,基于Schott NG系列眼镜玻璃过滤器用于验证可见(440 - 635纳米)的地区已经存在了近40年。然而,经验表明,这些过滤器可以一样敏感清洗金属包过滤和液体的使用应该不惜一切代价避免。因为这个原因他们不应该打扫以外,使用清洁空气或毛刷和前项间隔保持可追溯性。
钬液体
估计杂散辐射功率比(杂散光)
所有的基本参数,需要验证资格的紫外可见分光光度计系统为基础,个人的经验表明,“杂散光”最定义、可变性在最终使用的术语和缺乏理解的环境使用仪器。在其极端假定光谱仪杂散光出版的限制规范定义的吸光度范围可以使用仪器。这是一个危险的假设为任何用户。更糟糕的是如果使用的制造商。简而言之,偏离线性将发生在某一时刻之前的限制达到吸光度。一个更完整的讨论原则、理论和应用已经发表。4的唯一方法,才能确保你的光谱仪测量的实际操作范围在你的实验条件。VFG的使用方法是高度recommended5虽然现在并不经常使用。
引用
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