【分享】常用原子吸收分光光度计的安装、验收和维护

二、使用高压气体的注意事项

使用高压气体必须仔细，要遵守当地的相关的法规。

1． 安装气瓶

(1) 气瓶安装在室外通风处，不能让阳光直晒。

(2) 注意气瓶的温度不能高于 40℃， 气瓶的2米之内不容许有火源。

(3) 气瓶要放置牢固，不能翻倒。液化气体的气瓶 (乙炔，氧化亚氮，等。) 须垂直放置不容许倒下，也不能水平放置。

2． 乙炔

(1) 使用乙炔时，请使用乙炔专用的减压阀，不能直接让乙炔流入管道。乙炔与铜，银，汞及其合金会产生这些金属的乙炔化物，在震动等情况下引起"分解爆炸"，因此要避免接触这些金属。

(2) 乙炔气瓶内有丙酮等溶剂。如果初级压力低于 0.5 MPa，就应该换新瓶，避免溶剂流出。

3． 空气

供应干燥空气。如果使用含湿气的空气，水汽有可能附着在气体控制器的内部，影响正常操作。最好在空气压缩机或空气钢瓶出口的管路中装一个除湿的气水分离器。

4． 气体使用之后

气体使用之后，必须关掉截止阀和主阀。

5． 压力表

定期检查压力表,使保持正常。

6． 调压器

(1) 使用合格的调压器和接头。

(2) 当安装钢瓶的调压器时，要除去钢瓶出口处的尘土。

(3) 不能用坏的漏气的接头安装调压器，否则会漏气。不要过分用力地安装调压器，实在不好安装宁可换用新气瓶。

7． 钢瓶的开/关

(1) 打开钢瓶前，确认截止阀是关着的。向左转动次级压力调节阀，用专用的手柄打开钢瓶。即使主阀太紧打不开，不要用锤子和扳手敲击手柄或主阀。在打开主阀后，用肥皂水检查调压器和接头处以及主阀的连接处是否漏气。

(2) 氧化亚氮，氩气和氢气钢瓶的主阀要完全打开。如果不完全打开，可能引起气体流量波动。

(3) 乙炔钢瓶的主阀只能从完全关闭的状态下打开 1 圈或1.5 圈。为了防止丙酮从钢瓶流出，不要打开超过 1.5 圈。与此相反，如果乙炔主阀打开不足，则氧化亚氮-乙炔火焰 (高温火焰)，当火焰从空气-乙炔火焰切换到氧化亚氮-乙炔火焰时由于乙炔流量不够而引起回火。

三、仪器的安装和调整

1. 开箱与安装

新购仪器应及时开箱 , 按清单逐一查对主机、附 件、零配件和使用说明书等是否齐全 , 同时要检查仪器二表观是否有损伤。如发现问题及时向生产户家提 出 , 要注意保护现场, 以便分析损伤原因。

在开箱后和安装前 , 必须仔细阅读仪器使用说明书 , 熟悉仪器原理、结构和使用方法 , 了解仪器对实验 , 室环境条件和装置条件的要求 1 完善条件和做好安装 前的各项准备工作 o

将主机、计算机、打印机、空压机、循环冷却水装置、石墨炉及其电源装置小心从包装箱中取出 , 按说明书要求整体布局。主机和附件放在工作台上以后 , 调整其底脚使之平稳、受力均匀。

逐一检查主机的外光路 , 主机和配件电器及机械部分的表观状况。然后按 照说明书中的要求连接好仪器的电路、气路和水路。

2.空心阴极灯位置的调整

通过调整空心阴夜灯的位置 , 使其发光阴极位于单色器的主光轴上。操作方法是：调节灯座的前后高低左右位置 , 使接收器得到最大光强，即读数最大 ( 透射比挡或能量挡 ) 或数字显示读数最小 ( 吸光度挡 ) 。调整时不必点火。

如今许多仪器（如HITACHI Z－5000、THEMO M6等）都带有自动微调功能，由计算机自动完成空心阴极灯位置的调节。

3.燃烧器位置的调整

调整燃烧器位置的目的在于使其缝口平行于外光路的光轴并位于正下方 ,以保证空心阴极灯的光束完全通过火焰并会聚于火焰中心而获得较高的灵敏 度。

燃烧器的调整是在静态下进行的。 常以铜灯 (324.1nm) 作光源 , 按前述调整好灯的位置 , 调节负高压 , 使透射比为 1：100％，然后用仪器附带的透光检验工具或一根火柴棒插入燃烧器缝口里。当对光棒直立在燃烧器缝口的正中心时 , 透射比应接近 0%, 否则仍需对燃烧器位置作前后调整， 然后拍对光棒垂直 置于缝口两端 , 其透射比应降至 30%, 否则应改变燃烧器转角直至达到要求为止。

当静态调整完毕之后 , 若有必要 , 可在点火的情况下 , 吸喷铜标准溶液 , 调整 燃烧器的前后转角及其高度，测量不同位置时的吸光度。对应予最大吸光度的位置为最佳位置 , 但燃烧器不应挡光。

由于不同元素的最佳燃烧器高度是不同的，使用时应根据不同的元素重新调节燃烧器高度。

4. 雾化器的调整

雾化器是原子化系统的核心部件，分析的灵敏度和精密度很大程度上取决于 雾化器的质量。 质量良好的喷雾器 , 应是雾滴小、雾量大、雾滴匀、喷雾稳 , 这取决于吸液毛细管喷口和节流嘴端面的相对位置和同心度。毛细管和节流嘴端面相对位置和同心度 , 应在放大镜下精心调节。每次调整效 果可通过观察雾化状况来判断。正常情况下 , 雾滴离开喷嘴后应沿毛细管线方向 , 向前成一锥形 , 上下左右对称地散射开。也可通过吸喷标准溶液测定吸光度来判断 , 直至出现最大吸光度时 , 即将位置固定下来。需要指出的是 , 任何时候绝对禁止在氧化亚氮一乙烘火焰中调节喷雾器 , 否则会发生回火。

碰撞球的作用是进一步细化雾滴和提高雾化效率。碰撞球与喷嘴的相对位置 , 直接影响雾漓的细化效果。一般来说 , 碰撞球靠近喷嘴电细化效果好而噪声大。在实际工作中， 应从成细化和稳定两个方面综合考虑，通过吸喷标准溶液，观测吸光度及稳定性来调定碰撞球的最佳位置。

5. 石墨炉原子化器的调整

石墨管吸收池和光源间的对光二调整即 " 定位 ", 要比燃烧器高度的调节困难些。正确的定位程序是 , 先将元素灯对光调整好 , 再对光调整氘灯 , 使其光斑与元素灯光斑重合 , 然后调节石墨炉位置 , 使光束减弱程度至最小。两个光斑的错位往往使背景校正不足或过度。

值得指出的是，上述的调整往往在生产车间已经完成，如果运输中没有问题，只需将各部件连接好就可达到最佳要求。

第二部分 仪器检定和验收

二、分辨率

仪器的分辨率 , 是鉴别仪器对共振吸收线与邻近的其它谱线分辨能力大小 的一项重要技术指标

能够清晰分辨开镍元素 231.Onm,231.6nm,232.Onm 三条相邻的谱线 , 则该仪器的实际分辨率为 0.4nm; 能够清晰分辨开汞 265.2nm,265.4nm, 265.5nm 三条谱线 , 该仪器的实际分辨率为 0.1nm; 能清晰分辨开锰 297.5 nm,297.8 nm 两条谱线 , 该仪器的实际分辨率为 0.3nm。

专业标准规定使用镍的三条谱线来测试分辨率。定量分辨率的标准 , 是以 232.Onm 的透射比作为 100%,231.6nm 和 232.Onm 两峰之间的波谷的透射比T_l1应不大于 25%,232.0nm 谱线的长波处T_l2透射比不应大于 10%o

用镍灯作光源 , 光谱通带为 0.2nm, 调出 232.Onm 谱线峰值波长位置 , 调节负高压 , 使透射比为 100%, 然后缓慢调节波长选择鼓轮使波长逐渐变短 ,观测波谷(l₁)波长处的透射比是否符合 要求 , 然后再将波长示值逐渐向增大方向变化 , 超过 232.Onm 波峰后 , 透射比 将明显下降 , 观测 长波处(l₂)的透射比是否符合要求。必须注意的是 , 使用镍灯 的 231.6nm 离子线强度必须小于 232.Onm 谱线的强度 , 否则测试结果受灯的 质量影响太大。

检定规程规定用锰灯的 279.5nm 和 279.8nm 谱线来测试分辨率。点锰灯 , 光谱通带为 0.2nm, 调节光电倍增管负高压 , 使 279.5nm 谱线的强度为100; 然后扫描测量锰双线 ,此时应能明显分辨出 279.5nm和 279.8nm 两条谱线 , 且谱线间波谷的透射比不超过 40%o

三、基线稳定性

基线稳定性是仪器的重要技术指标 , 它反映整机稳定性状况。基线稳定性分静态和动态a两种。

( 一 ) 静态基线稳定性的测试

点亮合格的铜灯 , 光谱通带为 0.2mm, 量程扩展 10 倍 , 待仪器和铜灯预热 30min 后 , 在原子化器未工作的状况下 , 测定 324.8nm 谱线的稳定性 , 30 min 内吸光度最大漂移量不应大于 0.005; 最大瞬时噪声不应超过0.005，检定规程 中对使用中的仪器有所放宽 , 这两项指标不应超过 0.0060。

双光束仪器预热 30min, 铜灯预热 3min, 再按上述方法测定 ,3Omin 内吸光度最大漂移量和瞬时噪声不应超过 0.005，使用中的仪器 不应超过0.006。

( 三 ) 动态基线稳定性的测试

检定规程中规定 , 必须测试动态基线稳定性既 点火基线稳定性。 按测铜的

最佳条件 , 点燃空气一乙炔火焰 , 吸喷去离子水 ,10 min 后在吸喷去离子水的状暨况下 , 按上述方法测量 30min 内吸光度最大漂移量和瞬时噪声均不应超过 0.006, 而使用中的仪器不应超过 0.0080

四、边缘能量

输出能量反映了仪器 对 光源辐射的集光本领。它和光源强度、仪器相对孔 径、缝宽、光学元件质量等因素有关。测试输出能量这一性能的方法是测试不同空心阴极灯时所用的检测器工作电压 , 或比较同一元素灯不同谱线的透射比。

而边缘能量更能反映仪器的输出能量。点燃砷灯和铯灯 , 待其稳定后 , 在光 谱通带为 0.2nm 、响应时间不大于 1.5S 的条件下 , 砷灯 193.7nm 和铯灯 852.1nm 两条谱线的峰值能量应可调到 1O0%, 且背景值与峰值之比应不大于2%o 测量谱线的瞬时噪声 ,5min 内最 大 瞬时噪声 ( 峰-峰值 ) 应不大于 0.03 A。 上述两条谱线能量调至为 100% 时 , 光电倍增管的高压不应超过 650V, 使 用中的仪器可放宽到额定高压值的 85% 。

五、灵敏度

灵敏度为吸光度随浓' 度的变化率 dA/dC, 亦即校准曲线的斜率。原子吸收分析的灵敏度用特征浓度来表示，其定文为能产生 1% 吸收 （ 吸光度 0.0044） 时所对应的元素浓度 ， 由于灵敏度为校准曲线的斜率 , 故特征浓度可用下式计算 :

式中 :C 为测试溶液的浓度 ( μg/mL);A 为测试溶液的吸光度。

需要指出的是 , 测试溶液须用 " 纯水 " 配制 , 浓度应选择在校准曲线的直线 区 , 吸光度在 0.1~0.5, 以减少读数误差。测试应在最佳仪器条件下进行 , 不应采用标尺扩展。

专业标准规定 ,Zn(213.9nnl) 、 Mg(285.2nm) 和 K(766.5nm) 的特征浓度 应分别不大于 0.O1 μg/mL，O.004μg/mL,0.02μg/mL 。测试特征浓度所用的溶液浓度分别为 0.2μg/mL,0.1 μ g/mL,0.5μg/mL。

石墨炉原子吸收法的灵敏度是以特征质量来表示的。特征质量为能够产生1% 吸收的分析元素的绝对量。计算公式为

式中 :C 为浓度 ;V 为进样体积 ;A 为吸光度。

检定规程要求测定镉的特征质量 , 方法是 : 在最佳条件下，分别对空白和浓度为 0.5ng/mL，1.0 ng/mL，2.0 ng/mL,5.Ong/mL镉标准溶液进行 3 次重复 测定 , 取 3 次测定平均值 , 按线性回归法求出校准曲线斜率 , 即仪器测镉的灵敏度， 然后按上式计算特征质量。

检定规程规定 , 新制造和使用中的石墨炉仪器测镉的特征质量应分别不大 于 1pg 和 2pg。

六、精密度

精密度反映测量结果的重现性。根据误差理论 , 标准偏差能较好地反映测 量过程的精密度。因此 , 原子吸收分析的精密度是用相对标准偏差Sr来度量 的。

专业标准规定 , 吸喷锌标准溶液 (l μg/mL) 、续标准溶液 (0.5 μg/mL) 和钾标准溶液 (2 g/mL), 分别平行测定 11 次 , 按下式计算相对标准偏差 :

式中 : σ为标准偏差 ；A 为吸光度平均值。

专业标准规定 , 测定这 3 种元素的精密度均不应大 1% 。

检定规程要求协定能产生 0.1~0.3 吸光度的铜标准溶液进行 7 次测是 , 求出相对标准偏差。检定规程规定 : 新制造的仪器 , 精密度为 E%; 使用中 i 的仪器 , 精密度为 1.5% 。

对于石墨炉原子吸收来说 , 检定规程要求测定锅的精密度。对于 3.OOng/ mL 铺标准溶液进行 7 次重复测定 , 来出相对标准偏差。规定新制造和使用中的仪器的精密度统别不大于 5% 和 7% 。

七、检出限

检出限是原子吸收分光光度计最重要的技术指标。它只是映了在测量中的总噪声电平大小 , 是灵敏度和稳定性的综合性指标。

检出限意味着仪器所能检由元素的最低 ( 极限 ) 浓度。 , 按 IUPAC(1975 年 ) 规定 , 元素的检出限定义为吸收信号相当于 3 倍噪声电平所对应的元素浓度，计算公式为

式中 :C 为试液浓度 ; 试液平均吸收值 ;d 为噪声电平。

噪声电平是用空白溶液进行不少于10次的吸收值测定 , 计算标准偏差的公式为：

通常n =11 就可以了 , 较精确计算可取 n =20; 为空白吸收值n次平均值 ;Ai为空白溶液吸收值。

对检出限的测试 , 应注意以下凡个问题 :

(1) 试验溶液应为空白溶液或其浓度接近空白 , 通常取检出限值的2~10倍。

(2)测量顺序应是空白和试液交替进行。

(3) 仪器的标尺护展通常开到适当大的程度。只有当信号的增加优先于噪声电平增大时 , 标尺扩展才是有效的。一般扩展 5~10 倍为宜。

（4） 应在相同标尺扩展倍数下测试空白溶液和试验溶液。计算时 , 峰高的单位应取得一致。

专业标准采用锌 (0.01 μg/mL) 、镁 (0.005μg/mL) 和钾 (0.01 μg/mL) 标准 溶液来测试检出限 , 平行测定 11 次 , 计算标准偏差 , 取标准偏差的 2 倍计算检出 限。

专业标准规定锌、镁和钾的检出限分别为 0.002 μ g/mL,0.0008 μg/mL,

0.002μg/mL 。

检定规程中没有特征浓度这一指标要求 , 突出强调了检出限这一综合指标。测试和计算方法如下 :

将仪器各参数调至最佳工作状态 , 用空白溶液调零 , 分别对浓度为 0.5 μ g/ mL,1.0 μ g/mL,3.0 μ g/mL,5.0μg /mL 的铜标准溶液进行 3 次重复测定 : 取 3 次测定的平均值后 , 按线性回归法求出校准曲线的斜率 , 即为测定铜的灵敏度 dA/dC。 同时 , 对空白溶液或浓度 3 倍于检出限的溶液平行测定 11 次 , 求 出标准偏差 SA, 然后按下式计算检出限 :



检定规程规定 : 新制造仪器的检出限应不大于 0.008μg/mL; 使用中的仪器应不大于 0.02 μg/mL。

专业标准对石墨炉原子吸收法未做规定。检定规程中规定镉的检出限不应 大于 2pg。 测试方法为 : 将仪器各参数调至最佳工作状态 , 分别对空白和浓度为 0.5ng/mL,1.Ong/mL,3.Ong/mL,5.Ong/mL 镉标准溶液进行 3 次重复测定 , 取 3 次测定的平均值后 , 按线性回归法求出校准曲线斜率 , 即为镉的灵敏度 dA/dm。 在相同条件下测定空白溶液 11 次 , 求出其标准偏差 SA, 然后按下式计 算检出限 :

式中 :C 为溶液浓度 , 单位为 ng/mL;V 为进样体积 , 单位为μL 。

八、吸愤速率和表观雾化效率

吸喷速率俗称提升量 , 也叫吸喷量。一般情况下 , 吸喷速率低 , 雾化效率较高 , 雾滴细。但由于进入火焰中待测元素的量较少 , 产生的基态原子数也少 , 则吸光度又受到影响。当吸喷速率过高时雾化不充分，雾滴大，影响后续原子化过程，，使灵敏度受到影响。通常仪器的吸喷速率为3~10mL/min。

检定规程规定，仪器的吸喷速率应不小于3mL/min。测试方法为：在最佳仪器条件下，在10mL量筒中注入去离子水至上端刻线处，将毛细管插入量筒底部，同时启动秒表，测量1min内量筒中水减少的体积即为吸喷速率。

雾化效率高低对分析灵敏度有重要影响，所谓雾化效率，是指进入火焰的待测元素的量与吸提的待测元素的量成比例。实际工作中，常以表观雾化效率来表示雾化效率。检定规程规定，仪器的表观雾化效率应不小于8％。测试方法为：将进样毛细管拿离水面，待废液管出口处不再有废液排出后，将它接到10mL量筒（量筒A）内，在另一个量筒中注入10mL水，在仪器最佳条件下，将毛细管插入水中，直至10mL水全部吸喷完毕，待废液管再无废液排出后，测量量筒A中所接废液的体积V，根据下式计算表观雾化效率：

九、背景校正能刀

对于仅有火焰原子化器的仪器 , 在 Cd 228.8nm 波长处 , 先用非背景校正方 式测量。调零后 , 将吸光度约为 1 的屏网插入光路 , 读下吸光度A₁。再改为背景校正方式 , 调零后 , 再把该屏网插入光路 , 读下吸光度A₂。A₂/A₁应不大 于 1/30, 即背景校正能为不小于 30 倍。

对于带有石墨炉原子化器的仪器 , 将仪器参数调到石墨炉法测镉的最佳状 态 , 以峰高测量方式 , 先进行无背景校正方式测量。在石墨炉中加入一定量氯化钠溶液 (5mg/mL) 使产生吸光度为 1左右的吸收信号 , 读下看该值A₁。 再在背景校正 方式下测量等量氯化钠溶液的吸收值A₂。 A₂/A₁应不大于 1/30, 即背景校正能为不小于 30 倍。

十、仪器质量等级标准

根据原子吸收光谱仪质量等级标准(JB/YQ050-89)，仪器质量可分为合格品、一等品和优等品三级。质量和技术的主要分级指标见下标

第三部分 日常维护和故障排除

一、日常维护

1 空心阴极灯的维护

1.1 空心阴极灯如长期搁置不用，会因漏气，气体吸附等原因不能正常使用，甚至不能点燃，所以每隔2~3个月应将不常用的灯点燃2~3小时，以保持灯的性能。

1.2 空心阴极灯使用一段时间以后会衰老，致使发光不稳，光强减弱，噪声增大及灵敏度下降，在这种情况下，可用激活器加次激活，或者把空心阴极灯反接后在规定的最大工作电流下通电半个多小时。多数元素灯在经过激活处理后其使用性能在一定程度上得到恢复，延长灯的使用寿命。

1.3 取、装元素灯时应拿灯座，不要拿灯管，以防止灯管破裂或通光窗口被沾污，导致光能量下降。如有污垢，可用脱脂棉蘸上1+3的无水乙醇和乙醚混合液轻轻擦拭以予清除。

2 氘灯的维护：

不要在氘灯电流调节器处于很大值时开启氘灯，以免因大电流的冲击而影响使用寿命。使用氘灯切勿频繁启闭，以免影响其使用寿命。

3 透镜的维护：
外光路的透镜，不应用手触摸，要保持清洁，透镜表面如落有灰尘，可用洗耳球吹去或用擦镜纸轻轻擦掉，千万不能用嘴去吹，以免留下口水圈。如沾有污垢，可用乙醇乙醚混合液清洗。光学零件不能用汽油等溶剂和重铬酸钾-硫酸液清洗。石墨炉原子化器，在石墨管两端的透镜易被样液污染，经常要检查清洗。
4 雾化燃烧系统的维护：

4.1 全系统的维护：

分析任务守成后，应继续点火，喷入去离 子水约10分钟，以清除雾化燃烧系统中的任何微量样品，溢出的溶液，特别是有机溶液滴，应予以清除，废液应及时清倒。每周应对雾化燃烧器系统清洗一次，若分析样品浓度较高，则每天分析完毕都应清洗一次。若使用有机溶液喷雾或在空气-乙炔焰中喷入高浓度的Cu、Ag、Hg盐溶液，则工作后应立即清洗，防止这些盐类可能会生成不稳定的乙炔化合物，易引起爆炸。有机溶液的清洗方法是先喷与样品互溶的有机溶液5分钟，再喷丙酮5分钟，然后再喷1%HNO3 5分钟，最后再喷去离子水5分钟。

4.2 喷雾器的维护：

如发现进样量过小，则可能是毛细管被堵塞，若毛细管被气泡堵塞，可把它从溶液中取出，继续通压缩空气，并用手指轻弹动即可。若被溶质或其它物质堵塞，可点火喷纯溶剂，如无改善，可用软细金属丝清除。若仍然不通，则应更换毛细管。
4.3 雾化室的维护：

雾化室必须定期清洗，清洗时可先取下燃烧器，可用去离子水从雾化室上口灌入，让水从废液管排走。若喷过浓酸、碱溶液及含有大量有机物的试样后，应马上清洗。注意检查排液管下的水封是否有水，排液管口不要插进废液中，防止二次水封导致排液不畅。
4.4 燃烧器的维护：

燃烧器的长缝点燃后应呈现均匀的火焰，若火焰不均匀，长时间出现明显的不规则变化──缺口或锯齿形，说明逢被碳或无机盐沉积物或溶液滴堵塞。需清除。可把火焰熄灭后，先用滤纸插入揩试。如不起作用可吹入空气，同时用单面刀片沿缝细心刮除，让压缩空气将刮下的沉积物吹掉，但要注意不要把缝刮伤。必要时可以卸下燃烧器，拆开清洗。