尽管光度计种类型号繁多,但它们都是由相同的基本部件组成的,包括光源、单色器、吸收池和检测系统。
主要部件
光源
在测量吸光度时,要求光源发出所需波长范围内的连续光谱,要具有足够的光强度,并在一定时间内能保持稳定。
在可见光区测量时,通常使用钨丝灯作为光源。钨丝加热到白炽状态时会发出波长在320~2500nm之间的连续光谱。钨丝灯工作温度一般为2600~2870K,熔点为3680K。钨丝灯的温度决定于电源电压,电源电压的微小波动会引起钨灯光强度的很大变化,因此必须使用稳压电源。在紫外区测量时,常采用氢灯或氘灯产生波长在180~375nm之间的连续光谱作为光源。其理想光源应具有覆盖整个紫外可见光区的连续辐射,强度应比较高,且随波长变化能量变化不大,但在实际上难以实现。氘灯辐射强度比氢灯高2~3倍,寿命也比较长。氙灯的强度一般高于氢灯,但欠稳定,波长范围180~1000nm,常用作荧光分光光度计的激发光源。
单色器
单色器是将光源发射的复合光分解为单色光的装置。
一般由5部分组成:入光狭缝、准光气(一般由透镜或凹面反光镜使入射光成为平行光束)、色散器、投影器(一般由一个透镜或凹面镜将分光后的单色光投影至出光狭缝)、出光狭缝。
色散器是单色器的核心部分,常用的色散元件是棱镜或光栅。棱镜由玻璃或石英制成,玻璃棱镜色散能力强,但吸收紫外光,只能用于350-820nm波长的分析测定,在紫外区必须用石英棱镜。
光栅的特点是:色散均匀,呈线性,光度测量便于自动化,工作波段广。
吸收池
也称为比色皿,是盛放样品溶液的容器,具有两个互相平行、透光且具有精确厚度的平面。玻璃吸收池光程长度一般为1cm,也有0.1-10cm的。
由于吸收池厚度存在一定误差,其材质对光不是完全透明,在做定量分析时,对吸收池应做配套性试验,试验后标记出放置方向。
检测系统
检测系统包括检测器和记录显示装置。检测器是一种光电转换设备,将光强度转变为电信号显示出来。常用的检测器有光电池、光电倍增管和光二极管阵列检测器等。光电池的光电流较大,不用放大,用于初级的分光光度计上,疲劳效应严重。光电倍增管利用二次电子发射来放大光电流,放大倍数可高达108倍,应用最为广泛。光二极管阵列检测器由于全部波长同时被检测,扫描速度快,可在0.1s内完成对190-800nm波长范围的扫描。记录显示装置包括放大器和结果显示装置。70年代采用数字读出装置。现代在主机中装备有微处理机或外接微型计算机,控制仪器操作和处理测量数据,装有屏幕显示、打印机和绘图仪等。