杂散辐射率超标的原因分析及改进措施

　　1　问题的发现

　　笔者在工作过程中发现,经检定的某厂家生产的一批721型可见分光光度计全部存在杂散辐射率超标的现象。这一批可见的杂散辐射率都在10%左右,超过国家计量检定规程178-1996《可见分光光度计》中规定的4%的要求。为了找到杂散辐射率超差的原因,做了多方面的检查。在检查中发现在仪器的底部单色器暗盒下面的干燥剂硅胶已由正常的蓝色变成红色,说明分光光度计有程度较深的受潮情况。这批仪器无一例外都存在这一情况。打开单色器暗盒仔细观察,在分光棱镜的表面有潮气形成的水的渍迹。用擦镜纸轻轻擦试分光棱镜表面,处理完后再检定,发现杂散辐射率的值由原来的10%左右下降到1%左右,完全可以达到检定规程的要求。

　　2　原因及分析

　　分光光度计利用由单色器产生的单色光透过样品,根据不同物质不同的吸收特性测定样品在特定波长下的吸光度,再依据朗比定律测得样品的含量。高纯度的单色波长由分光光度计的单色器产生。杂散光指的是单色器透射光谱带宽以外的不需要的其它波长组分。杂散光产生的原因是由于单色器内部的散射和漫射,主要包括分光光度计色散元件棱镜或光栅、反射镜、透镜表面的散射,以及单色器内灰尘及其它光学元件表面划痕的漫射。721型分光光度采用的是棱镜分光,分光棱镜多采用30°角的Littrow棱镜,其单色器示意图如图1:

　　在以上提到的同一批721型分光光度计杂散辐射率超差的情况,主要就是因为在分光棱镜的表面由于受潮出现渍迹,致使发生漫射,从而产生了杂散光。针对此问题,只要清洁分光棱镜的表面即可。仅仅用擦镜纸轻轻的擦了擦分光棱镜的入射辐射面就使杂散辐射率降低了很多。同时需要提及,分光棱镜镀膜面在入射辐射面的背面,擦试动作不会对其产生影响,但凹面准直镜5表面镀有高反射性能的金属膜,即使出现灰尘也不能擦试,只能用吸耳球吹干净,否则会破坏凹面准直镜表面的镀膜。

　　3　对此问题的改进措施

　　杂散光会使测量出现较大的误差,所以要尽量减少或消除杂散光。一个理想单色器应在透射通带内出来辐射,其它波长的辐射在出单色器后完全消除。除了人为因素以外,更需要在光学系统的设计上排除缺陷。

　　这次检定的721分光光度计它在单色器暗盒的下面底盖板上有一个干燥剂筒,用于盛放硅胶。按照规定使用者应在干燥剂由蓝变红后随时更换。但在实际应用中,使用者往往经常忽略它的存在,而使分光光度计在受潮后干燥剂筒失去作用。在多尘的环境中还会因灰尘由此进入而影响内部光学部件的光洁度。保留单色器暗盒上的干燥剂筒显然是没有必要的。