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钨灯(卤钨灯)的选择及其测试方法

发布时间:2018-06-30 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:2032

HPLC使用卤钨灯是为了增强短波部分的强度,在钨灯里面充有卤素元素的灯叫作卤钨灯。它是HPLC仪器使用最多的光源之一,其发出光的波长范围为330nm到近红外区(2500nm左右),它也是连续光谱。其光谱能量分布如图3-5所示。

图3-5 钨灯在不同温度下的光谱能量分布图

钨灯(卤钨灯)有两只插脚,不分正负,可以互换。钨灯也是易损件,使用寿命到了的时候,就要调换新灯。钨灯的灯丝高度非常重要,它必须在光学系统的光轴上。目前,国产的钨灯中,大多数在调换新灯时要通过灯架调节灯丝的高度,比较麻烦。但有些国外生产的钨灯,调换新灯时,不必调节灯丝高度,很方便。和氘灯一样,由于钨灯工作时其周围的温度也高达数百度,因此,也不能用手触及钨灯表面,以免烫伤和缩短钨灯的使用寿命。同样,不能用手触摸钨灯的发光面,以免手上的油污沽污钨灯的发光面,影响钨灯的发光强度。从理论上讲,一般的钨灯寿命可达10000小时以上;但必须正确使用,保证电源供电电压等都能符合钨灯规定的要求等。例如:额定工作电压为12V时,一般应使用在为11~12V为好。有些科技人员以为电压低可以提高稳定性,所以设计的钨灯电源为8~9V,这是不对的。因为此时未满足钨灯的额定工作电压要求,反而使钨灯发光不稳定。如果不能满足额定工作电压的要求,钨灯也没有10000小时的寿命。

设计者认为在设计用钨灯(卤钨灯)做光源的HPLC仪器时,特别要注意以下几个问题。

(1)注重钨灯电源的稳定性。要求用优于5×10-5的恒压电源,来测试发光的稳定性,同时要测试灯的寿命。

(2)钨灯(卤钨灯)的功率有大有小,作者认为选择钨灯时以功率小者为好。一般的仪用钨灯,其额定功率为15~20W左右,最小的仪用灯泡额定功率只有3W左右(特殊的便携式仪器)。作者认为,在HPLC的紫外检测器中,选择小功率的灯泡为好(例如选择10~15W),有利于钨灯电源的设计。

特别值得引起设计者注意的是,在现代HPLC仪器的设计理念上,不是简单地要求提高光源(灯泡)功率,而是要求降低光学、电子学系统的噪声,提高灯泡供电电源的稳定性。因为,信噪比(S/N)决定仪器的灵敏度(检测限)。如果信号S为100,噪声N为1,此时决定仪器灵敏度的信噪比S/N=100/1 =100;如果信号降至原来的1/10,由100变为10,仪器的噪声N也降低至1/10,由1变为0.1,这时,仪器的信噪比S/N=10/0.1=100。而我们在制造时,灯泡的功率小,发热就小,对仪器的稳定性提高大有好处。如果要降低噪声,一般来讲,并不是很难,有时要比提高信号强度容易,并且效果好;从电子学上讲,如果采用Lock-in(锁定放大器,有人称之为锁相放大器是不妥的;因为“锁相”放大器只讲到了相位,没有考虑频率。而Lock-in只对同频、同相位的信号才放大,所以应该叫作锁定放大器),优质的Lock-in,可以对噪声为104,而信号为1的信号进行很好的放大。也就是说,Lock-in可以从噪声为104的情况下,选出大小为1的信号予以放大,其信噪比为104

作者的实践表明,采用采样保持电路也可以得到很好的结果。采用Box-Car(多点平均积分器),更能得到最佳的结果,但成本很高。

(3)灯泡体积小者好。这也有利于整体设计,可缩小仪器体积。

(4)要注意钨灯的外形,不能有歪斜,特别是灯丝位置要正。

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