紫外可见分光光度计(UV)

主题:【求助】UV2450氘灯能量是怎么测得的?单位是什么?

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祥子
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不是十分肯定的说,记得见过一个仪器能量的单位是eV的,电子伏特。

对于光电池的仪器,仪器检测的量,对应的是氘灯发出的光的光照度,单位是勒克斯。

因为,光电池的光电流和光照度成线性关系。

当然光照度也反映了光能量的大小。
祥子
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原文由 suiniubei(suiniubei) 发表:
祥子,我想问一下,有资料上说656.1nm处的能量小于25就不能用了,是什么意思呢?

  难道是指氘灯这个谱线穿过空气的透过率?不理解啊~~


楼主用的仪器是不是751GW呢?
suiniubei
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用的是岛津UV2450.

 能量是肯定有个计算方法的,也应该是有单位的。

 岛津的说明书上是说测这个特征谱线一定要能量模式。增益是选2。狭缝是0.2 nm。

 笼统地说没有单位是不对的。

 肯定有一个度量值。当然,这种度量是在一定条件下。在这里,条件都是定的。

 如上所述。此外,扫描速度为中速。

 我想,是不是如祥子所说,应该是在这个条件下,氘灯引起的光电倍增管最后记录的电流大小?或是电压大小?
tangtang
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在特定条件下测定的能量值可以每个三个月或6个月做一个比较,观察数值的变化。
suiniubei
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原文由 tangtang(tangtang) 发表:
在特定条件下测定的能量值可以每个三个月或6个月做一个比较,观察数值的变化。


  我要问的问题不是这个。

我要问氘灯能量的这个数值到底是怎么来的?
tangtang
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在特定条件下测定的能量值可以每个三个月或6个月做一个比较,观察数值的变化。


  我要问的问题不是这个。

我要问氘灯能量的这个数值到底是怎么来的?


比如液相的紫外检测器经常看参比能量来判断氘灯的状态。
光路污染的原因也造成这个能量下降,经常是新换的氘灯“能量”很低,不一定是氘灯本身的原因。

因此,氘灯能量的数值应该仅仅是检测器的光电倍增管接收到光照后转换的一个读数,与本系统的初始值比较才有意义。
suiniubei
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在特定条件下测定的能量值可以每个三个月或6个月做一个比较,观察数值的变化。


  我要问的问题不是这个。

我要问氘灯能量的这个数值到底是怎么来的?


比如液相的紫外检测器经常看参比能量来判断氘灯的状态。
光路污染的原因也造成这个能量下降,经常是新换的氘灯“能量”很低,不一定是氘灯本身的原因。

因此,氘灯能量的数值应该仅仅是检测器的光电倍增管接收到光照后转换的一个读数,与本系统的初始值比较才有意义。


 没有讲到核心问题。

 我问这是这个能量是怎么计算出来的?  

 我测出来48,这个值的由来?

 如果它有单位,它的单位是什么?

 如果它没有单位,那也一定是一个算式算出来的。可能是个比值,可能是乘积,等等。

 我要的是这个。
祥子
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原文由 suiniubei(suiniubei) 发表:
用的是岛津UV2450.

 能量是肯定有个计算方法的,也应该是有单位的。

 岛津的说明书上是说测这个特征谱线一定要能量模式。增益是选2。狭缝是0.2 nm。

 笼统地说没有单位是不对的。

 肯定有一个度量值。当然,这种度量是在一定条件下。在这里,条件都是定的。

 如上所述。此外,扫描速度为中速。

 我想,是不是如祥子所说,应该是在这个条件下,氘灯引起的光电倍增管最后记录的电流大小?或是电压大小?


最后记录的肯定是电压或者电流信号。

氘灯的能量主要集中在紫外区,656.1nm能量很低。

岛津的仪器这么判断氘灯能量,一是可以检测波长的准确度,二,如果656.1nm处的能量达到一定的值(统计出来),那紫外区的能量也会很好。

计算的话,光度计中光学元件很多,还有一个比较麻烦的光栅。

如果,根据下面的光路图,来计算一下钨灯的能量会怎么样呢?



钨灯的光通过如下光源元件, 聚光镜----保护玻璃----反光镜-----准直镜----光栅---准直镜---保护玻璃----聚光镜,最后到了光电管。

每一个光学元件对光都有衰减作用。反光有反射率,透光有透射率。这些还是比较固定的。

光栅的话,对光有色散作用,到出射狭缝处的是单色光,要是想确定氘灯的能量,必须知道比如656.1nm波长的光能量占氘灯发出得光能量的百分比。这个要计算出来,比较难了。

实际仪器的结构如下:

钨灯----光路----光电管---放大器

光,光电管,放大器的关系可以参看一下光电池的,如下图,它这个是光---电流---电压的转换。



光电管出来的是电信号,对于光电管,电信号大小和光的能量关系可以认为是已知的和准确的。

放大器的放大倍数也是已知和准确的。

设钨灯能量为Ew,光路对光的衰减为K1, 光电管的光电转换系数为K2,放大器的放大倍数为k3

那么仪器最后检测到的电信号

A = Ew*K1*K2*K3

K2查光电管的数据手册就能知道,K3是仪器设计者决定的,K1可以实际测量出来。

如果知道了K1,K2,K3,那显然钨灯能量Ew是可以计算出来的。

仪器出厂后,一般K1,K2,K3就固定下来了。K1和K2虽然随仪器使用时间,会变化,但我们更关心的是氘灯的能量分布曲线,变化也没关系。

至于48是怎么来的。

那根据A = Ew*K1*K2*K3,测量A就能算出Ew了。

因为K1和K2会变化,所以这个Ew并不准确。相对,相对。

假如其他品牌的仪器,也有这样的功能,采用相同的氘灯,相同的参数设置,你进行岛津这个操作的话,基本上,不会是48的。

至于单位,仪器设计者会知道一个比较合理的单位。

但是,仪器显示时,在%, eV,W, lux这些单位里,为了用户的好理解,可能会选择%,虽然不是很合理。

那为什么Ew太小不行呢?



一个实际的氘灯的能量分布图如上。

当氘灯随着使用时间的增长,能量变低,那这个能量分布曲线可能会变化形状,并且会向下移动,如果仪器要使用氘灯的656.1nm来识别波长准确度,那能量低到刚好能识别出这个峰,就不能再低了。至于是不是灯没放好导致的没峰,仪器只要检测一下紫外区其他某个波长有没能量就可以了。

有些仪器并不使用氘灯656.1nm来检测波长,那仪器就会看在仪器标定波长范围内,氘灯在哪个波长能量最低,就是A = Ew*K1*K2*K3中,A在紫外区的哪个波长值最小。A的最小允许值,我觉得一般是根据仪器噪声(包括电路噪声,灯的不稳定光噪声,或者机械部分的噪声)来确定的,A要大于几倍噪声才行,A要是跟噪声大小差不多了,就判断灯能量过低了。

A = Ew*K1*K2*K3中的K1,K2,K3可以说是硬件放大/衰减系数。其实仪器的软件里,对A还会进行软件放大,就是乘以个倍数。

光辐射的单位:

反映光源辐射能量的单位,比较多,有辐射通量,辐射出射度,光谱幅出度,辐射强度,辐射亮度。

在浜松氘灯的说明书里,有下图:



这个图的light intesity 的单位是A.U.,Arbitrary Unit,任意单位。

用什么合理,浜松让我们自己决定。

看到一个钨灯的图,如下,


如果要确定绝对的氘灯的辐射能量,那必须用标准光源来标定一下仪器。不过,分光光度计应该更关心的是氘灯的能量分布,只要能量曲线的形状对,就可以了,至于曲线各个波长处能量的大小,意义不大。

相对的意思里,有各个波长能量相对关系的意思。





光强度和光通量之间乘一个系数就可以了,照度和他们之间估计也差不多。所以,采用什么单位也不是很重要。

岛津仪器上说的狭缝0.2nm,主要是为了保证测的656.1nm的准确度的,就是波长的准确度。

附件里有一个好书。我以前有纸质的,没想网上也有电子版。

《辐射度 光度与色度及其测量》
该帖子作者被版主 mengzhaocheng2积分, 2经验,加分理由:谢谢祥子老师的好资料。
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2011/11/19 10:43:35 Last edit by nemoium
mengzhaocheng
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悠旸
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没有听说过该单位呀。
原文由 mengzhaocheng(mengzhaocheng) 发表:
能量的单位是不是兰利?
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