[发明专利]原子吸收光谱仪

说明书

本发明涉及一种用于分析样品的原子吸收光谱仪(1)，该原子吸收光谱仪(1)包括：辐射源单元(2)，其用于生成测量光束(3)；雾化单元(4)，其用于使样品雾化，以使得被雾化的样品的位于测量光束(3)的光束路径中；以及检测单元(5)，其用于检测测量光束(3)的吸收。辐射源单元(2)包括至少一个发光二极管(9)。根据本发明，检测单元(5)包括多色仪装置，特别是高分辨率多色仪装置，作为光谱测定装置(6)。

技术领域

本发明涉及一种用于分析样品的原子吸收光谱仪。

背景技术

原子吸收光谱法涉及对样品中特定元素的定量和定性分析。基本测量原理已从大量出版物中获知，并且在例如Bernhard Welz和Michael Sperling的“Atomabsorptionsspektrometrie[Atomic Absorption Spectrometry(原子吸收光谱测定法)]”(第4版，WILEY VCH Verlag GmbH，Weinheim)中进行了描述。

从辐射源发出的测量光束被引导到包括光谱测定装置和光电传感器的检测单元。在此，雾化设备被布置在测量光束的光束路径中，在该雾化设备中，待检查的样品被雾化，从而其成分以原子状态存在。将样品转变为气相的各种方法是已知的。例如，可以例如在石英玻璃管中通过以下方式进行雾化：借助于气体火焰，待分析的样品被喷入气体火焰中(火焰原子吸收光谱法(F-AAS))；通过电热加热，通常在石墨管中(带电热加热的AAS，或石墨炉技术(GF-AAS))；通过化学蒸发并随后加热(冷蒸气技术(CV-AAS)或氢化物技术(HS-AAS))。

根据比尔-朗伯定律，由于与雾化样品的自由原子的相互作用而导致的测量光束的衰减(吸收)是样品中所寻找元素的数量或浓度的量度。

原子吸收光谱中所需的光谱测量波长λ在砷的λ＝193nm和铯的λ＝852nm之间。

理想情况下，测量光束不受待分析样品中其它元素的影响。然而，在许多实例中，除了由待分析样品中的自由原子引起的吸收外，还发生所谓的背景吸收，例如作为分子对测量光束的吸收的结果。为了补偿这种背景吸收，例如关于石墨炉技术，已知利用例如文献DE 2165106C2、EP 0363457B1或EP 0364539B1中所描述的塞曼效应。另一种可能性在于使用诸如氘灯的宽带辐射源作为第二辐射源。

检测单元由此分别适用于所使用的辐射源，并且包括用于辐射的光谱分离的设备以及用于借助于一个或多个光电传感器进行检测的设备。例如，单色仪或多色仪用作光谱测定装置。反过来，二次电子倍增器，尤其是光电倍增管，或CCD传感器、CMOS传感器、CID传感器、甚至光电二极管和光电二极管阵列，例如用作光电传感器。

进而选择辐射源使其包含所寻找的各个元素的光谱线。使用的光谱范围包括大约从190nm到850nm的波长范围。紫外(UV)区域在此尤其重要，因为这里的大多数化学元素都有很强的吸收线。

空心阴极灯经常与原子吸收光谱仪结合使用，例如在DE 1244956B中所描述的。其中阴极分别由待测化学元素组成的这些辐射源是发射待测波长并且线宽在皮米(pm)范围内的线发射器。因此，光谱分辨率由辐射源本身定义。

然而，当使用空心阴极灯时，每个待测元素都需要特定于元素的辐射源。如果所需的元素变化，则必须更换辐射源。因此必须分别确保各个灯的容易接近性和可替换性以及不可互换性。

这带来了几个缺点：一方面，空心阴极灯是比较昂贵、易碎的，并且是具有有限的使用寿命的大容量的特殊灯。此外，由于不可避免的制造公差，每个灯通常随着每次变化而重新调整。为此所需的变化设备通常包括许多机械部件，并且可能还包括伺服电机和控制电子设备，通过这些设备可以自动地或由用户更换辐射源。这伴随着高空间要求。此外，可达到的测量速度受到相应必要的机械运动的限制。

此外，根据要检查的元素更换辐射源使得必须分别适当地调整光谱测定装置，该光谱测定装置通常是具有纳米(nm)范围的带宽的单色仪。