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English| 發(fā)布日期：2023-01-07 |
集成式液體吸光度應(yīng)用解決方案是一個(gè)高度集成，用于測(cè)量液體樣品可見(jiàn)光吸光度和透射率的解決方案。該解決方案集成了液體吸光度或透射率測(cè)量所必須的附件，光譜儀、光源和樣品池支架。相比于搭建式，它小巧方便，避免了繁瑣的搭建，僅需一根USB數(shù)據(jù)線便可與PC端相連,通過(guò)USB給光譜儀供電，無(wú)需外接電源線。
Beer-Lambert Law
朗伯-比爾定律是紫外-可見(jiàn)吸收光譜法進(jìn)行定量分析的理論基礎(chǔ)，一束單色光照射一吸收介質(zhì)表面，通過(guò)一定厚度介質(zhì)后，由于介質(zhì)吸收了一部分光能，透射光的強(qiáng)度就會(huì)減弱。吸收介質(zhì)的濃度越大，厚度越厚，光強(qiáng)度減弱越顯著。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
A=lg(1/T)=Kbc
A為吸光度,T為透射率(透光度),是出射光強(qiáng)度（I）比入射光強(qiáng)度(I0)
K為摩爾吸光系數(shù).它與吸收物質(zhì)的性質(zhì)及入射光的波長(zhǎng)λ有關(guān)
c為吸光物質(zhì)的濃度,單位為mol/L，b為吸收層厚度，單位為cm
吸光度測(cè)定樣品濃度
圖1測(cè)試場(chǎng)景
以鐵離子溶液樣品為例，樣品溶液加入顯色劑a、顯色劑b顯色后，在可見(jiàn)光區(qū)508nm處有最大吸收峰。由于鐵離子溶液在可見(jiàn)光區(qū)的吸光度與含量成正比關(guān)系，符合Lambert-Beer定律，因此可以利用紫外-可見(jiàn)吸收光譜法繪制鐵離子濃度-吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線。
配制濃度分別為0.448mg/L、0.896mg/L、1.792mg/L、2.688mg/L、4.48mg/L的鐵離子溶液，加入顯色劑a、顯色劑b搖勻靜置充分，其中1.792mg/L的溶液作為未知濃度的待測(cè)樣品。以純水作為參比溶液，采集光譜如下圖：
圖2 不同濃度鐵離子溶液的吸收光譜
選擇最大吸收峰波長(zhǎng)，即508nm處吸光度作為定量分析的依據(jù)。將各濃度508nm處的吸光度值填寫(xiě)在表1。
表1：鐵離子溶液在508 nm處的吸光度
編號(hào) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
濃度（mg/L） | 0.448 | 0.896 | 2.668 | 4.48 | 未知 |
平均吸光度 | 0.11772 | 0.215562 | 0.602333 | 0.97104 | 0.401558 |
繪制鐵離子定量分析的標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖3所示：
圖3鐵離子溶液508nm處吸光度與濃度關(guān)系線性擬合曲線
將未知樣品的吸光度0.401558代入標(biāo)準(zhǔn)曲線的方程式中，得出未知鐵離子樣品的濃度為1.773mg/L，而真實(shí)的濃度為1.792 mg/L，實(shí)驗(yàn)的測(cè)量誤差 △ = 0.018mg/L。
集成式SS-VT-01光譜儀
SS-VT-01光譜儀內(nèi)部配置高靈敏線陣CMOS圖像傳感器，配合16-bit A/D采樣模塊為光譜儀提供優(yōu)異的光譜信號(hào)響應(yīng)與極寬的響應(yīng)范圍。同時(shí)，精簡(jiǎn)緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與穩(wěn)定的電路設(shè)計(jì)保證SS-VT-01在微型尺寸的前提下，還能保證優(yōu)異的光譜分辨率、信噪比以及溫度變化穩(wěn)定性。
LED冷光源與比色皿支架集成為一體，提供可見(jiàn)波段的穩(wěn)定光源，由軟件控制出光，出光輕度可調(diào)，為百分比調(diào)節(jié)，支持0-100%調(diào)節(jié)范圍，最大輸出約1mW。
如海光電獨(dú)特的Uspectral-PLUS軟件是集光譜采譜、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)庫(kù)管理為一體的光譜儀分析系統(tǒng)，支持Windows，Linux系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光譜變化，高速采集數(shù)據(jù)。同時(shí)，配置周期采集模式，可對(duì)整個(gè)反應(yīng)過(guò)程的吸光度變換進(jìn)行檢測(cè)。此外，Uspectral-PLUS還配置PLA建模算法，在軟件中即可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)曲線的建模。
設(shè)備參數(shù)
光譜范圍 | 350~850nm |
像素 | 2048pixels |
光譜分辨率 | 2nm |
信噪比 | 300：1 |
波長(zhǎng)穩(wěn)定性 | 0.2nm |
積分時(shí)間 | 1ms~65s |
動(dòng)態(tài)范圍 | 2000:1 |
光源壽命 | 5000hours |
光源功率 | 1mw |
A/D轉(zhuǎn)換 | 16-bit |
