[发明专利]原子吸收光度计

说明书

本发明涉及一种原子吸收光度计，特别涉及一种含有供其光源使用的电源电路的原子吸收光度计。

原子吸收光度计使用一空心阴极灯(HCL)作为观测原子吸收的光源。HCL是一放电管，它适合于在其上加有超过它的启动电压的直流电压启动放电并通过激励封闭在其中的气体进行发光。一旦启动放电，就能连续不断，并能使用比启动电压低的电压保持住发光条件。而启动电压还要超过它的放电保持电压。启动电压为170-350伏，而放电保持电压为120-140伏，但这些数值的变动是随封入成分的种类，灯的个别特性以及灯的使用期而定的。尽管放电保持电压低于启动电压，但它们之间的的差并不大，而且启动电压通常是连续施加的，使得在启动之后保持往放电。放电电流约为4-40毫安。

作为HCL的电源，往往是经市电频率的变压器改变电压之后使用一商品电源，并使电流经受整流和平滑处理。

为了在原子吸收测量中取得稳定的数据，使HCL的亮度稳定是很重要的。为了这一目的，就必需控制放电电流，而普通使用的稳流电路是由一运算放大器和一晶体管或一场效应晶体管(在此称二者为“稳流晶体管”)组成的。

在许多情况的原子吸收光度测定中，还要用一重氢(氘)灯(D2L)作为修正背景的光源，用以对不需要的吸收进行修正。为了启动D2L放电，首先使其灯丝通过一直流电流，并在一段规定的时间长度之后加上大于其启动电压的一直流电压。紧接之后，将所加电压降到仍超过其放电保持电压的水平以保持放电，并使灯处于发光条件下。对于D2L，启动电压为350-400伏，而放电保持电压则为75-95伏，但这些数值的变动也随着灯的个别特性和使用期而定。放电电流通常约为300毫安。一旦启动放电，为了减少灯中产生的热量从而提高其使用寿命，也降低了灯丝的加热电压。通过灯丝的电压和电流，例如，在启动放电时为2.5伏和4安，而在灯点着之后则为1.0伏和1.8安。作为D2L的电源，也是通常在用市电频率的变压器改变电压之后使用一商品电源，并使电流经受整流和平滑处理。为了在原子吸收测光中得到稳定的数据，稳定D2L的亮度也是很重要的。为了这一目的，就必需控制其放电电流，而普通已使用的也是由一运算放大器和一稳流晶体管组成的稳流电路。

上述现有技术存在几个问题。使用市电频率的变压器；例如，输入电压与输出电压以相互成正比的关系变化，从而只要用作其电源的商品电源的电压变低，它的输出电压就变低。由于这一原因，现有技术灯的电源设计已经考虑到输入电压降至更低水平的特殊可能性。换句话说，已经建立的市电频率的变压器输出电压即使在输入电压已降至规定范围内的最低电平而灯的放电保持电压处于其最高水平时也有可能实现充分的稳流运行。

在一电源电路中，加以其稳流电路上的电压(V_si)是由下式决定的：

            V_si＝V_mo-V_lm    (1)

其中V_mo代表放电保持电源的输出电压，而V_lm则代表灯的放电保持电压。如以上所说明的，由于电源是为最低输入电压的情形设计的，当向电源电路加上一标准输入电压时，就有一稍高的电压加到稳流电路上。若是加在电源电路上的电压处于其最高电平，加到稳流电路上的电压就高得不符合要求。若是灯的放电保持电压低就特别如此。

在稳流电路中，加在它的稳流晶体管上的电压(V_ti)与加在稳流电路上的电压接近相等，也就是：

             V_ti≈V_si    (2)换句话说，加在稳流电路上的电压与加在稳流晶体管上的全部电压接近。这样，从下式得到稳流晶体管所消耗的功率(W_t)：

     W_t≈(V_mo-V_lm)×(灯的放电电流)    (3)由于从(3)式得到的功率W_t最终变成为热量，即若输入电压处于标准水平稳流晶体管仍是以显著的速率保持着热量的产生。因为产生热量不仅意味着浪费有用的能量，而且还对稳流晶体管的可靠性造成有害的影响，它需要使用大的晶体管以及散热片，但这又会带来另外的问题，就是在达到热平衡的短暂时期中稳流特性变得不稳定。当输入电压接近规定范围的上限时这一问题就特别严重。