嵌入式在紫外可見分光光度計中的應(yīng)用-上海光譜

　隨著計算機技術(shù)的發(fā)展, 紫外分光光度計正在向數(shù)字化、智能化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化和小型化等方向發(fā)展.目前, 大多數(shù)紫外分光光度計是采用單片機進(jìn)行控制, 但是單片機控制系統(tǒng)偏向于底層控制,掃描速度較慢、實現(xiàn)的功能較簡單, 輸出界面單調(diào),不利于人機界面之間的友好交互.而現(xiàn)在分析儀器的內(nèi)部控制變得越來越復(fù)雜, 要求實現(xiàn)多種功能,同時需要擁有友好的圖形用戶界面, 為了滿足上述要求, 采用當(dāng)前迅速發(fā)展的嵌入式系統(tǒng)是必然的選擇.

1　紫外分光光度計工作原理

光通過某些透明物質(zhì)(固體、液體或氣體)時,其中某些波長的光被選擇吸收而使其強度減弱, 稱為物質(zhì)對光的吸收現(xiàn)象.這在宏觀上表現(xiàn)為物質(zhì)顏色的產(chǎn)生, 因為當(dāng)一束白光通過某透明物質(zhì)時, 如果物質(zhì)選擇性地吸收可見光區(qū)某波長的光, 則該物質(zhì)即呈現(xiàn)出被吸收光的互補色光(能夠與已知光按一定強度比例混合而組成白光的另一種光)的顏色.微觀上則表現(xiàn)為物質(zhì)的原子、分子或離子吸收光能而發(fā)生能級躍遷.原子、分子或離子具有不連續(xù)的、數(shù)目有限的量子化能級, 只能吸收與兩個能級之差相同或為其整數(shù)倍的能量.紫外可見分光光度計是一種根據(jù)被測物質(zhì)分子對紫外可見波段范圍(150 ～ 800nm)單色輻射的吸收或反射強度來進(jìn)行物質(zhì)的定性、定量或結(jié)構(gòu)分析的一種光譜儀器, 其利用的基本原理是郎伯特比爾(Lambert-Beer)定律, 即溶液的吸光度Abs與溶液的吸收系數(shù)a、濃度C、液層的厚度L成正比 .即:Abs=-lgT=lgI0 /It=aCL.式中:T為透過率, I0 為入射光強, It為透過光強.每種物質(zhì)都有特定的吸收光譜曲線, 通過測量不同波長處待測物質(zhì)的吸光度或透過率值得到其吸收譜線, 與已知譜線比較即可鑒別該物質(zhì)或測定該物質(zhì)的濃度.

2　光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計

紫外可見分光光度計的光學(xué)系統(tǒng)主要包括光源、單色器、樣品池、探測器、信號處理及結(jié)果輸出等6大部件.隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用, 紫外可見分光光度計在元部件、分析方法及自動化、智能化程度上得到了迅速發(fā)展和改善.例如, 單色器部件由棱鏡、平面光柵、凹面光柵發(fā)展為全息光柵, 檢測器由光電池、光電倍增管發(fā)展為光電二極管陣列, 儀器的精度和信噪比得到了提高.

5　結(jié)束語

該系統(tǒng)將嵌入式引入到紫外可見分光光度計的開發(fā)中, 完成了系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計, 經(jīng)過一系列軟硬件調(diào)試和測試, 證明該紫外可見分光光度計具有強大的數(shù)據(jù)分析處理功能、較高的實時性和一定的智能性、明顯提高了傳統(tǒng)儀器的數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化水平.