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光栅单色仪光谱范围受哪些因素影响

逗狗咬自己 2017-07-17 12:24:34 528  浏览
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  • zj2161990 2017-07-18 00:00:00
    光谱仪工作原理 光谱分析方法作为一种重要的分析手段,在科研、生产、质控等方面都发挥着极大的作用。无论是穿透吸收光谱,还是荧光光谱,拉曼光谱,获得单波长辐射是不可缺少的手段。由于现代单色仪可具有很宽的光谱范围(UV-IR),高光谱分辨率(0.001nm),自动波长扫描,完整电脑控制功能,极易和其它周边设备配合为高性能自动测试系统,使用电脑自动扫描多光栅光谱仪已成为光谱研究的shou选。 在光谱学应用中,获得单波长辐射是不可缺少的手段。除了用单色光源(如光谱灯、激光器、发光二极管)、颜色玻璃和干涉滤光片外,大都使用扫描选择波长的单色仪。尤其是当前更多地应用扫描光栅单色仪,在连续的宽波长范围(白光)选出窄光谱(单色或单波长)辐射。   当一束复合光线进入光谱仪的入射狭缝,首先由光学准直镜准直成平行光,再通过衍射光栅色散为分开的波长(颜色)。利用不同波长离开光栅的角度不同,由聚焦反射镜再成像于出射狭缝。通过电脑控制可精确地改变出射波长。 光栅基础   光栅作为重要的分光器件,他的选择与性能直接影响整个系统性能。为更好协助用户选择,在此做一简要介绍。   光栅分为刻划光栅、复制光栅、全息光栅等。刻划光栅是用钻石刻刀在涂有金属的表面上机械刻划而成;复制光栅是用母光栅复制而成。典型刻划光栅和复制光栅的刻槽是三角形。全息光栅是由激光干涉条纹光刻而成。全息通常包括正弦刻槽。刻划光栅具有衍射效率高的特点,全息光栅光谱范围广,杂散光低,且可作到高光谱分辨率。 光栅方程   反射式衍射光栅是在衬底上周期地刻划很多微细的刻槽,一系列平行刻槽的间隔与波长相当,光栅表面涂上一层高反射率金属膜。光栅沟槽表面反射的辐射相互作用产生衍射和干涉。对某波长,在大多数方向消失,只在一定的有限方向出现,这些方向确定了衍射级次。如图1所示,光栅刻槽垂直辐射入射平面,辐射与光栅法线入射角为α,衍射角为β,衍射级次为m,d为刻槽间距,在下述条件下得到干涉的极大值: mλ=d(sinα+sinβ)   定义φ为入射光线与衍射光线夹角的一半,即φ=(α-β)/2;θ为相对与零级光谱位置的光栅角,即θ=(α+β)/2,得到更方便的光栅方程:   mλ=2dcosφsinθ   从该光栅方程可看出:   对一给定方向β,可以有几个波长与级次m相对应λ满足光栅方程。比如600nm的一级辐射和300nm的二级辐射、200nm的三级辐射有相同的衍射角。   衍射级次m可正可负。   对相同级次的多波长在不同的β分布开。   含多波长的辐射方向固定,旋转光栅,改变α,则在α+β不变的方向得到不同的波长。 如何选择光栅 选择光栅主要考虑如下因素: 刻槽密度G=1/d,d是刻槽间隔,单位为mm。 闪耀波长   闪耀波长为光栅Z大衍射效率点,因此选择光栅时应尽量选择闪耀波长在实际需要波长附近。如实际应用在可见光范围,可选择闪耀波长为500nm。 光栅刻线   光栅刻线多少直接关系到光谱分辨率,刻线多光谱分辨率高,刻线少光谱覆盖范围宽,两者要根据实验灵活选择。 光栅效率   光栅效率是衍射到给定级次的单色光与入射单色光的比值。光栅效率愈高,信号损失愈小。为提高此效率,除提高光栅制作工艺外,还采用特殊镀膜,提高反射效率。 光栅光谱仪重要参数: 分辨率(resolution)   光栅光谱仪的分辨率R是分开两条临近谱线能力的度量,根据瑞利判据为:   R==λ/Δλ   光栅光谱仪有实际意义的定义是测量单个谱线的半高宽(FWHM)。实际上,分辨率依赖于光栅的分辨本领、系统的有效焦长、设定的狭缝宽度、系统的光学像差以及其它参数等。   R∝M.F/W M--光栅线数  F--谱仪焦距  W--狭缝宽度 色散   光栅光谱仪的色散决定其分开波长的能力。光谱仪的倒线色散可计算得到:沿单色仪的焦平面改变距离χ引起波长λ的变化,即: Δλ/Δχ=dcosβ/nF   这里d、β、F分别是光栅刻槽的间距、衍射角和系统的有效焦距,n为衍射级次。由方程可见,倒线色散不是常数,它随波长变化。在所用波长范围内,改变化可能超过2倍。根据国家标准,在本样本中,用1200l/mm光栅色散的中间值(典型的为435.8nm)时的倒线色散。 带宽   带宽是忽略光学像差、衍射、扫描方法、探测器像素宽度、狭缝高度和照明均匀性等,在给定波长,从光谱仪输出的波长宽度。它是倒线色散和狭缝宽度的乘积。例如,单色仪狭缝为0.2mm,光栅倒线色散为2.7nm/mm,则带宽为2.7*0.2=0.54nm。 波长精度、重复性和准确度   波长精度是光谱仪确定波长的刻度等级,单位为nm。通常,波长精度随波长变化,本样本中为Z坏的情况。   波长重复性是光谱仪设定一个波长后,改变设定,再返回原波长的能力。这体现了波长驱动机械和整个仪器的稳定性。卓立汉光的光谱仪的波长驱动和机械稳定性,其重复性超过了波长精度。   波长准确度是光谱仪设定波长与实际波长的差别。每台单色仪都要在很多波长检查波长准确度。 F/#   F/#定义为光谱仪的直径与焦距的比值。这是对光谱仪接收角的度量,这是调整单色仪与光源及探测器耦合的重要参数。当F/#匹配时,可用上光谱仪的全部孔径。但是大多数单色仪应用长方形光学部件。这里F/#定义为光谱仪的等效直径与焦距的比值,长方形光学件的等效直径是具有相同面积的园的直径

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氙灯灯管使用寿命受哪些因素影响

  在使用Atlas氙灯老化试验机的时候,Z纠结的恐怕就是灯管的使用寿命了,本身灯管的价格不便宜,关键它的使用寿命也不长。在这里,上海千实告诉大家,氙灯灯管的使用寿命不能像家用日光灯灯管那么长,但是,如果大家了解它寿命的影响因素,那么,延长它的使用寿命还是有可能的。那么,氙灯灯管使用寿命受哪些因素影响?下面,就为大家带来相关的介绍说明。

  氙灯灯管使用寿命受哪些因素影响?上海千实介绍,Atlas氙灯老化试验机是目前市场上应用Z为广泛的人工加速老化试验设备,试验原理主要是利用氙灯灯管模拟太阳光照射测试材料老化机光照褪色程度。而它的寿命主要受以下因素影响:

  一、氙灯几何尺寸

  当同等批次的脉冲氙灯出厂后,不同的氙灯几何尺寸有一定的几何误差,同一批氙灯由于弧长和内径的微小偏差导致氙灯寿命的差距Zda可达到1.15倍,氙灯的内径越大,弧长越长其寿命越长。

  二、石英玻璃微缺陷

  高功率脉冲氙灯在点火过程中,灯内气体通常会在灯管轴线附近击穿并形成丝状导电通道。当能量释放到此通道时,周围气体的升温使丝状导电通道迅速扩张,形成圆柱形冲击波,沿着轴线传播到灯管管壁上。随着能量的增大和点火次数的增多,管壁的恶化程度会加速。其原因可归结为石英灯管材料内部存在的各种微缺陷,如微孔洞、微裂纹等,在冲击作用下将不断地成核长大、产生位错、形成材料的局部热点。因此,在脉冲氙灯灯管的选材上要特别注意,灯管内表面不能有敞开式气泡或气线出现,灯管外表面及体材内部的微缺陷要尽可能的少。

  三、石英玻璃应力

  高功率脉冲氙灯一般采用的是全掺杂或复合掺铈石英玻璃管,该管的应力分布对氙灯爆炸有直接的影响。当灯管较长时,拉应力主要分布在靠近电极和灯管中间的部位。不合格氙灯表面的拉应力多数为1 .4 ~ 1 .6 kg/mm2,这种氙灯在经过1年1000发次的点火后,灯管表面的细裂纹比较多,有环状的、倾斜的或沿着管子轴向的等等。这些灯经过一年的点火后必须进行更换,而拉应力小于0 .18kg/mm2的氙灯用了3年也没有裂纹出现。拉应力还会使灯管表面的微缺陷慢慢变大,虽然这一过程速度比较慢,一般需要好几个月后才会出现,但是在氙灯点火的时候,机械振动和等离子体的冲击会加速微缺陷的变大。

  氙灯在点火前,灯管应力比较大,用应力仪检测有明显的应力条纹,在**发次的常规点火中就出现爆炸,而后期的氙灯灯管通过退火烘箱来消除应力,应力消除得都比较彻底,不仅通过了常规检测,更是通过了爆炸寿命检测,这也间接证明了应力是导致氙灯爆炸的直接因素。

  四、氙气纯度

  氙气是氙灯点火过程中的**工作气体,充入的氙气不纯则会显著增加氙灯的着火电压。在氙灯制作的过程中,如果灯内杂质气体没有排除干净,则会对氙灯点火带来很多不利的因素。其中对灯危害程度Zda的则是空气中的水蒸气 。如果水蒸气没有从灯内完全排出,电极钨材料就会和水蒸气发生反应,形成WO3和氢原子。WO3从电极头上蒸发,凝结在灯管上,这就是灯管管壁发黑的主要原因。在点火过程中,随着氙灯使用次数的增多,电极、玻璃管壁等放出的杂质气体污染了氙气,使得氙灯的着火电压升高,Z终导致氙灯不能正常工作,缩短氙灯的寿命。

  五、电极溅射

  电极材料的蒸发对管壁的影响也很大,溅射到管壁上的氧化钨不仅使管壁发黑,而且会吸收更多的电离辐射,使得石英玻璃管局部发热,冷却后会使石英管内表面产生应力,甚至会产生裂纹,严重破坏石英灯管的机械强度。电极材料的选择、电极杆热处理以及封接中电极的保护尤为重要,要尽量选择能够降低钨电子逸出功的复合材料,降低电极使用过程中的温度,同时电极杆除气务必彻底,而且封接中应该使用惰性气体对电极杆进行保护。

  六、灯头封接可靠性

  氙灯常用的封接方式有两种:过渡玻璃封接和金属钎焊封接,封接的可靠性直接影响到氙灯内部氙气的纯度,如果封接质量不好,空气直接进入氙灯内部,污染氙气,则氙灯会出现点火失败。

  七、灯头绝缘强度

  灯头绝缘强度是脉冲氙灯制作过程中一项重要的技术指标,灯头绝缘材料如不能承受氙灯点火时的高压高电流的冲击,会出现灯头击穿,甚至会使氙灯出现爆炸,影响片状放大器的正常运行。绝缘灌封材料的绝缘指标应该是选择绝缘材料的首要选项,其次对绝缘灌封材料的机械强度也要有一定的要求,要能承受得住点火过程中巨大的冲击力,一旦绝缘材料被冲击力撕裂,绝缘强度再好的灌封材料都会失去它的绝缘作用。


2020-09-04 15:27:25 354 0
超纯水机反渗透膜出水量受哪些因素影响?

     超纯水机反渗透膜的水通量和脱盐率超纯水机是运行过程中的重要数据,如果这两个数据发生变化就说明超纯水机出现了一定的问题,超纯水机反渗透膜的出水量也受到一定因素的影响,那么是哪些因素影响超纯水设备反渗透膜出水量呢?

 

  1、进水压力

  超纯水机反渗透膜进水压力本身并不会影响盐透过量,但是进水压力升高使得驱动反渗透的净压力升高,使得产水量加大,同时盐透过量几乎不变,增加的产水量稀释了透过膜的盐分,降低了透盐率,提高脱盐率。当进水压力超过一定值时,由于过高的回收率,加大了浓差极化,又会导致盐透过量增加,抵消了增加的产水量,使得脱盐率不再增加。

 

  2、进水温度

  温度对超纯水设备反渗透膜的运行压力、脱盐率、压降影响Z为明显。温度上升,渗透性能增加,在一定出水量下要求的净推动力减少,因此实际运行压力降低。同时溶质透过速率也随温度的升高而增加,盐透过量增加,直接表现为产品水电导率升高。

 

  3、进水pH值

  各种膜组件都有一个允许的pH值范围,进水pH值对产水量几乎没有影响。但是即使在允许范围内,对脱盐率有较大影响,一方面pH值对产品水的电导率也有一定的影响,这是因为反渗透膜本身大都带有一些活性基团,pH值可以影响膜表面的电场进而影响到离子的迁移,pH值对进水中杂质的形态有直接影响,如对可离解的有机物,其截留率随pH值的降低而下降。另一方面由于水中溶解的CO2受pH值影响较大,pH值低时以气态CO2形式存在,容易透过反渗透膜,所以pH低时脱盐率也较低,随pH升高,气态CO2转化为HCO-3和CO2-3离子,脱盐率也逐渐上升,在pH7.5~8.5间,脱盐率达到Z高。

 

  4、进水含盐量

  渗透压是水中所含盐分或有机物浓度的函数,含盐量越高渗透压也增加,进水压力不变的情况下,净压力将减小,产水量降低。透盐率正比于膜正反两侧盐浓度差,进水含盐量越高,浓度差也越大,透盐率上升,从而导致脱盐率下降。对同一系统来说,给水含盐量不同,其运行压力和产品水电导率也有差别,给水含盐量每增加l00ppm,进水压力需增加约0.007MPa,同时由于浓度的增加,产品水电导率也相应的增加。

 

  5、回收率

  回收率对各段压降有很大的影响,在进水总流量保持一定的条件下,回收率增加,由于流经反渗透高压侧的浓水流量减少,总压降降低,回收率减少,总压降增大,实际运行表明,反渗透膜回收率即使变化很小,也会使总压差产生0.02MPa左右的变化。回收率对产品水电导率的影响取决于盐透过量和产品水量,一般说来,系统回收率增大,会增加浓水中的含盐量,并相应增加产品水的电导率。

 

  以上就是小编对于哪些因素影响超纯水机反渗透膜出水量的介绍了,希望对大家有所帮助,通过上面的介绍,我们再发现超纯水设备的水通量发生变化后,就可以检查是否是上述原因造成的。

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