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環(huán)境也會(huì)影響光譜儀?

2023-03-08 10:23:07 

任何精密儀器想要測(cè)定出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),必須在一定的工作條件下運(yùn)行,環(huán)境對(duì)分析儀器的性能、可靠性、測(cè)量結(jié)果和壽命都有很大的影響。而忽視其工作環(huán)境,容易導(dǎo)致儀器故障。因?yàn)橥獠凯h(huán)境的微小變化,都會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)測(cè)定的穩(wěn)定性帶來(lái)變化;外部環(huán)境變化嚴(yán)重時(shí)還會(huì)對(duì)儀器造成損壞,縮短儀器的使用壽命。

一般情況下儀器越精密,對(duì)外部的工作條件要求就越高,ICP光譜儀作為高端精密儀器也不例外,應(yīng)置于干燥、通風(fēng)、無(wú)振動(dòng)且無(wú)酸堿性氣體侵蝕的室內(nèi),同時(shí)室內(nèi)應(yīng)備有雙層窗簾,以避免受強(qiáng)光直接照射。在安裝儀器前一定要仔細(xì)閱讀儀器安裝使用說(shuō)明書,安裝使用說(shuō)明書是一臺(tái)儀器安裝正確、有效操作、維護(hù)保養(yǎng)以及儀器常見(jiàn)故障診斷和排除等有關(guān)知識(shí)的匯集,是操作者操作前的指南。

ICP光譜儀是由光學(xué)、電子、精密機(jī)械和計(jì)算機(jī)等技術(shù)精密結(jié)合而成的光譜儀器,是元素成分測(cè)定的重要儀器,只有正確安裝、規(guī)范使用、加強(qiáng)儀器維修、定期檢查儀器的性能指標(biāo),才能獲得準(zhǔn)確可靠的分析結(jié)果,延長(zhǎng)儀器的使用壽命和提高儀器的使用效率。由于我國(guó)地域遼闊,南北氣候差異極大,南方空氣潮濕,北方干燥灰塵多,而濕度和灰塵對(duì)ICP光譜儀的性能有較大的影響,因此正確安裝使用和維護(hù)ICP光譜儀具有非常重要的意義,ICP光譜儀的房間必須保證無(wú)煙、無(wú)腐蝕性氣體、無(wú)潛在震動(dòng)的可能性、不受陽(yáng)光直射和電離輻射,在易燃易爆處和雷擊閃電時(shí)禁止使用。

溫度,這里指的是室內(nèi)溫度,實(shí)驗(yàn)室類型不同,其室溫要求也不一樣。從德國(guó)斯派克等幾種品牌的等離子體光譜儀使用說(shuō)明上可以看出大部分的環(huán)境溫度定在20~26°C之間,每個(gè)小時(shí)的溫度變化應(yīng)小于1°C

一般來(lái)說(shuō)精密光學(xué)儀器,對(duì)環(huán)境溫度有一定的要求,各種不同材料組成的部件因?yàn)榕蛎浵禂?shù)的不同也會(huì)發(fā)生扭曲、變形,與基本的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生偏差;其光學(xué)元件的散熱效率發(fā)生微小變化,將導(dǎo)致光學(xué)系統(tǒng)的性能發(fā)生變化;室溫偏高會(huì)使儀器的散熱效率降低,導(dǎo)致儀器內(nèi)部因溫度升高電子元件的性能降低、使用壽命縮短、絕緣性能降低,例如在ICP光譜儀中,光學(xué)元件受環(huán)境溫度高低變化就會(huì)產(chǎn)生譜線漂移現(xiàn)象,導(dǎo)致測(cè)定數(shù)據(jù)精密度改變,操作者難以準(zhǔn)確測(cè)定數(shù)據(jù);溫度偏低會(huì)使電容、電感、電阻器的參數(shù)改變,導(dǎo)致性能發(fā)生變化。

由于電子元器件特別是集成電路要求在合適的溫度范圍內(nèi)工作,因此為保證儀器的精密度和延長(zhǎng)其使用壽命,應(yīng)讓儀器始終處于符合要求的環(huán)境溫度。ICP光譜儀在工作過(guò)程中如果超過(guò)了環(huán)境溫度的設(shè)定范圍,就會(huì)出現(xiàn)儀器尋峰不準(zhǔn)無(wú)法分析、測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)樣品數(shù)據(jù)時(shí)高時(shí)低等故障現(xiàn)象。實(shí)踐證明,溫度不穩(wěn)定、變化太大可使樣品檢測(cè)數(shù)據(jù)超出標(biāo)樣10%以上。

因此,為了保證ICP光譜儀的正常運(yùn)行并結(jié)合人的生理特點(diǎn),建議把環(huán)境溫度的最佳范圍設(shè)置在21~26°C,環(huán)境溫度2h內(nèi)變化應(yīng)該小于±1°C。

濕度,表示大氣干燥程度的物理量。在一定的溫度下、在一定體積的空氣里含有的水汽越少,則空氣越干燥;水汽越多,則空氣越潮濕??諝獾母蓾癯潭确Q為“濕度”。

在此意義下,常用絕對(duì)濕度、相對(duì)濕度、比較濕度、混合比、飽和差以及露點(diǎn)等物理量來(lái)表示;這里討論的是相對(duì)濕度。在GJB150.1A-2009中對(duì)實(shí)驗(yàn)室相對(duì)濕度的規(guī)定為20%~80%;而ICP光譜儀的工作房間要求室內(nèi)濕度應(yīng)小于70%RH。

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如果室內(nèi)濕度過(guò)大,光譜分析儀中的光學(xué)元件、光電元件、電子元件等受到潮濕影響,易發(fā)生銹蝕、霉變等現(xiàn)象,導(dǎo)致儀器接觸不良、性能下降,甚至報(bào)廢。潮濕的環(huán)境還容易使儀器的絕緣性能變差,產(chǎn)生不安全的因素。例如在光譜分析儀的光學(xué)系統(tǒng)里,光柵因濕度過(guò)大容易受潮發(fā)毛燒壞出現(xiàn)電容打火高頻發(fā)生器使等離子體不容易點(diǎn)燃等現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生高壓電源和高壓電路放電擊毀元件導(dǎo)致高頻發(fā)生器損害,如功率管被擊穿,輸出電路阻抗匹配、網(wǎng)絡(luò)中的可變電容放電等。

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濕度太大有時(shí)也會(huì)使光譜分析儀的傳動(dòng)部分生銹而卡死,例如蠕動(dòng)泵和狹縫彈簧因生銹傳動(dòng)較差;光路系統(tǒng)易產(chǎn)生霧氣,對(duì)光譜分析儀的光譜透光率影響較大;上述問(wèn)題直接導(dǎo)致檢測(cè)數(shù)據(jù)精密度變差。如果濕度過(guò)低會(huì)出現(xiàn)樣品易揮發(fā)和易產(chǎn)生靜電干擾現(xiàn)象(導(dǎo)致室內(nèi)灰塵過(guò)多)導(dǎo)致電路板損害;嚴(yán)重時(shí)還會(huì)對(duì)操作者身體健康帶來(lái)危險(xiǎn),例如口干舌燥、眼干鼻塞和咽喉腫痛,甚至還會(huì)患上各類呼吸道疾病。建議置放光譜分析儀的光譜室濕度最低不要低于45%RH,把濕度控制在45%~70%為最佳范圍。

另外還要特別注意:

首先對(duì)氣候比較濕潤(rùn)地區(qū)的用戶,必須配置大于50L的除濕機(jī)一臺(tái),不然光譜分析儀由于受潮難以正常工作。例如在梅雨季節(jié),光譜分析儀發(fā)生故障的頻次比其他季節(jié)要高,原因就是空氣中的濕度高造成的。

其次房間地面應(yīng)該采用防潮處理,工作房間不應(yīng)該選擇底樓,二樓比較合適,平時(shí)地面不應(yīng)該用濕拖把清理地面,最好用吸塵器或半干拖布來(lái)處理;如果不常用,每天必須通電一次,通過(guò)部分電量損失發(fā)熱除去電子元件上的水分,梅雨季節(jié)更要經(jīng)常開機(jī),利用內(nèi)部散發(fā)的熱量來(lái)除潮;電器元件受潮后會(huì)降低絕緣性能,可用熱吹風(fēng)吹干,禁止貿(mào)然使用,否則會(huì)擊穿電器元件發(fā)生短路,造成光譜分析儀電路系統(tǒng)被燒毀;對(duì)于比較干燥的地區(qū),可以根據(jù)室內(nèi)濕度波動(dòng)酌情處理,如果常年大部分時(shí)間濕度都保持在(55±10%RH波動(dòng),可不配置除濕機(jī)。

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