主题：【原创】对活动中提出的一个问题的回答--关于能量的影响因素

透过率是样品能量和参比能量的比值,吸光度是透过率经对数转化而来的,能量的单位是mv(v)。
下一个图是钨灯供电电压调高后能量益出了，平的一段会出错误。

能量是一定强度的光在检测器的量值体现。
透过率K=I1/I0,而K=I1/I0=E1/E0,光强的减弱程度与能量E减弱程度成正比，
I0为经过比色皿前的光通量，I1为经过比色皿前后的光通量，
E0为对应I0在检测器上产生量值，E1为对应I1在检测器上产生量值，
Abs=-lg(I1/I0)
能量影响因素：
1 光源的发光强度
2 分光系统(光栅、物镜等)
3 光谱带宽
4 滤色片
5 检测器及检测器的增益值
注：能量过大，会使检测器饱和，能量溢出，无法使用
    能量过小，会出现噪声变大，影响测试

能量指标会直接影响紫外可见分光光度计的噪声指标，影响仪器的稳定性，影响基线的平直度，


以上均为个人见解，希望对各位同仁有所帮助。

常规情况下，钨灯很少出现能量减弱的情况，一般会出现的情况为钨灯不亮
氘灯会出现能量减弱的情况，能量减弱后，会出现紫外区波动变大，噪声超标的情况。一般国外的氘灯寿命为2000小时

还有比较能量E值时，必须在相同的增益下比较，这样才有可比性

谢谢，先学习一下，再回来讨论

原文由 zhouyuhu 发表:
最近和anping老师交流,学了很多知识,理论归理论,还是自己实践一下比较好,结果如下,但有引发了很多新问题,一起交流一下.
  首先看看钨灯和氘灯的能量图:


看完能量图,发现不少问题:
1 能量和吸光度啊,透射率呀,什么关系
2 影响能量的因素
3 比较无知的问题,能量的单位以及和别的指标之间的关系
  后来发现有一个灯的电压值可以改变,又做了一个能量图,比较如下:


  能量太大我觉得会给检测器带来很大的压力,能量小对测定吸光度有什么影响呢?
有点晕!!!

（1）楼主的第一张图是正确的，它反映了氘灯与钨灯的能量差别。至于第二张图，我猜测是楼主将光电倍增管的负高压提高了，所以如果仍旧利用第一张图的纵轴标尺范围，钨灯的最大能量明显超标了，也就是光谱轮廓图产生了饱和平顶的假象；如果此时加大纵轴标尺的范围，氘灯和钨灯的谱线轮廓仍旧同第一张一样，仅是标尺改变而已。
（2）严格的讲，我们在仪器上测得的灯能量是一台仪器届时现状的综合体现，换句话说只是个相对值；这个值的大小除了灯本身的性能优劣外，还与光学系统的质量、狭缝的宽窄、光电倍增管的工作电压大小、放大器的放大倍数等等有关。因此，正如4，5楼的版友讲的那样，灯的能量强弱的判断只能在一个固定的条件下来比较判断。至于如何绝对的测量一个光源的能量，我想那可能是专门机构（如质量监督局或计量部门）的职责了，但即便是专门机构检测，也是在一定的条件下进行的。
（3）宏观的看，光源（如氘灯、钨灯）越强，仪器的信噪比（S/N）越好。当光源使用时间过长后所得到的信号或扫描图谱的噪声就会加大，这就是光源能量下降引起的，而换只新光源后上述现象明显得到改善，这点是广大使用者均有体会的。
（4）我们在本贴中仅仅是讨论光源中氘灯能量的问题，实质上氘灯的能量最终归结到仪器的信噪比的问题。有时更换新光源后噪声的问题仍然存在，譬如在紫外区的检测中，当仪器属于低、中档类型的（一般指检测器为非光电倍增管型的）或样品浓度较高，其吸光度超出1.5Abs时，图谱轮廓均为毛刺，仪器反映的信噪比极差，此时即便更换新氘灯问题仍无明显改善，其原因就不仅仅是光源的问题了，根据我的经验，光源镜、滤光片、半导体检测器均可能有问题。不过，在大多数的情况下，更换一只新氘灯后，问题得到的改善较为明显而已，所以大家对氘灯的发射强度（即能量）自然而然较为关注了。
（5）光源能量与透过率（含吸光度）的关系较为复杂，它牵扯到电路的设计问题，在此仅能简单的介绍一下。无论是简易的仪器或复杂的仪器，在电路的设计中均有一个模拟/数字转换电路，也称之为A/D电路；在不使用电脑控制的仪器中还有对数转换电路（将透过率转换为吸光度方式）。那么这个模拟输入值一般有一个最大上限值，譬如：有的仪器设定为3.6v，4.5v，6v不等。在简易仪器中，使用前用手动调节到100T%或0Abs状态，就是调节到上述的最大A值；在高档仪器中是凭借电脑控制提供给光电倍增管的负高压手段来达到A值的；因此当仪器超出上限值的话，得到的透过率或吸光度就不成线性了。因此无论光源的能量强弱已否。仪器均要保证A值满足仪器设计要求。当光源能量下降后，尤其是氘灯能量明显下降后（因氘灯本身的能量就小于钨灯），仪器为了满足A值，就要提高负高压或改变放大倍数（对检测器是非光电管而言），这样仪器的光电倍增管的暗电流噪声、电路噪声均被同时放大，这也就是为何光源能量下降后，测试结果噪声加大的本质所在。
（6）由于光源在设计中已考虑到各种因素，灯的能量（即功率）均是固定的，譬如氘灯大概是35瓦，钨灯大约是50瓦，因此放心的使用，不会对检测器造成损害。楼主提及的担心过强的能量会对检测器造成损害，实际上楼主所说的过强的能量是指检测器以后被放大的信号，而不是进入检测器之前的灯能量，因此不必担心较强的光源光束进入检测器。不过有一点是要注意的，一般仪器没有负高压通断控制电路，当样品室的盖子在开启使用时，尽量避免强光（如太阳光、强烈的室内光）直接照射到样品室内（仪器放置在面朝南面的窗子附近的用户尤为注意），因为过强的光线照射到样品室后会使光电倍增管加速老化，使检测信号噪声加大而灵敏度降低，这点往往被许多用户忽略。
（7）综上所述，光源的能量没有单位，也就是没有量纲；因此许多仪器在能量测试中，标尺显示的单位是“E”（英文ENERGY),如果非要找一个单位，大概就是仪器放大器的输出电压值吧！
总的来说，分光光度计在光谱仪器中是一种使用普遍、操作相对简单的仪器，但“事无巨细”，要想驾驭自如地使用它，各种细节不能忽略。

（1）楼主的第一张图是正确的，它反映了氘灯与钨灯的能量差别。至于第二张图，我猜测是楼主将光电倍增管的负高压提高了，所以如果仍旧利用第一张图的纵轴标尺范围，钨灯的最大能量明显超标了，也就是光谱轮廓图产生了饱和平顶的假象；如果此时加大纵轴标尺的范围，氘灯和钨灯的谱线轮廓仍旧同第一张一样，仅是标尺改变而已。
  是的,第一张图负高压为默认值2.第2张图我提高到了3.至于您说的标尺问题,我不太同意.我觉得是能量太大,超出了检测器的范围,才会出现平头峰;如果负高压提高,检测器能足够的检测到,我觉得就回到您说的标尺问题上了.

（2）严格的讲，我们在仪器上测得的灯能量是一台仪器届时现状的综合体现，换句话说只是个相对值；这个值的大小除了灯本身的性能优劣外，还与光学系统的质量、狭缝的宽窄、光电倍增管的工作电压大小、放大器的放大倍数等等有关。因此，正如4，5楼的版友讲的那样，灯的能量强弱的判断只能在一个固定的条件下来比较判断。至于如何绝对的测量一个光源的能量，我想那可能是专门机构（如质量监督局或计量部门）的职责了，但即便是专门机构检测，也是在一定的条件下进行的。
  那天时间紧张,就简单做了一个图,我准备下一步研究能量与狭缝,还有别的指标之间的关系.我觉得能量决定于灯本身的功率,还有负高压,至于我们仪器检测到的,只是一个相对的概念.就如楼上所说,是不是有一个通量的概念--在一定时间内通过检测器或样品池的光的能量.
  感觉越来越复杂,不过讨论越来越深刻.

（3）宏观的看，光源（如氘灯、钨灯）越强，仪器的信噪比（S/N）越好。当光源使用时间过长后所得到的信号或扫描图谱的噪声就会加大，这就是光源能量下降引起的，而换只新光源后上述现象明显得到改善，这点是广大使用者均有体会的。
    请问,如果光能量下降了,按照第2张图,我能不能提高灯的负高压来让等的能量保持在一定的水平呢?
    还有,如果灯能量降低,我即使提高了负高压,能量上去了,是不是灯也不是很稳定,噪音很大呢?