空心阴极灯性能优劣判断方法【VIP专享】
空心阴极灯的光谱特点
空心阴极灯的光谱特点
空心阴极灯是一种气体放电光源，其光谱特点如下：
1. 宽谱红外辐射：空心阴极灯在可见光谱和红外光谱中都有较强的辐射。
红外辐射主要集中在长波红外区域，对于红外光谱的分析具有一定的优势。
2. 窄谱性：空心阴极灯的谱线较为窄，谱线宽度通常在0.1纳米以下。
这种窄谱性使得空心阴极灯在光谱分析中具有较高的分辨率和准确性。
3. 不连续光谱：空心阴极灯的光谱呈现离散的发射线，线状分布较密集。
这一特点使得空心阴极灯在光谱分析中容易确定和区分不同元素的发射线。
4. 发射线强度高：空心阴极灯的光谱中，某些谱线的强度相对较高，有利于元素的定量分析和检测。
5. 无红杂散光：空心阴极灯的光谱中，红外辐射大大减少，基本无红杂散光的干扰，使得分析结果更为准确可靠。
总的来说，空心阴极灯的光谱特点主要包括宽谱红外辐射、窄谱性、不连续光谱、发射线强度高和无红杂散光。
这些特点使得空心阴极灯在光谱分析中具有较高的分辨率、准确性和灵敏度。
原子吸收分光光度计中空心阴极灯
原子吸收分光光度计中空心阴极灯嘿，大家好，今天咱们聊聊原子吸收分光光度计里的那位明星，空心阴极灯。
听名字就有点神秘对吧？想象一下，在科学实验室里，这个小家伙闪闪发光，简直像个派对上的亮点，时刻准备着为咱们揭示那些藏在样品背后的秘密。
空心阴极灯，这玩意儿可不是普通的灯泡。
它里面是个“空心”的小金属管，里边装着气体，这个气体可不是一般的气，经过电流的刺激，灯管就会发出光。
这光是特别的，能让咱们测量样品中金属元素的浓度。
就像是你在朋友聚会上，突然被问到哪个队伍最强，没关系，凭借直觉答上来就是了。
但这里，我们可得用科学的“直觉”来搞定。
这个灯怎么运作呢？简单来说，当灯通电后，气体里的原子被激发，然后就开始发光。
咱们的目标是让它发出特定波长的光，这样才能“照亮”我们想要的金属元素。
你看，感觉就像是为某个秘密侦探故事设定了完美的背景音乐，灯一闪，秘密就揭晓了。
这种光，咱们称之为“谱线”。
不同的金属元素有不同的谱线，咱们可以通过测量吸收的光量，得出它们的浓度。
说到这里，可能有些小伙伴会想，为什么叫“空心阴极灯”呢？这名字听上去挺复杂。
其实很简单，空心指的就是那根小管子里是空的。
阴极则是它的电极，充电的时候，电子从这个电极流出，跟气体里的原子碰撞。
咱们常说，科学其实是无处不在，连这小小的灯泡都能让我们理解物质的奥秘，真是太酷了。
这个空心阴极灯可不止一个品种。
根据需要的金属元素不同，咱们可以选择不同材质的灯管。
比如说，如果要测量铅，那就得用铅灯。
如果要检测铜，那就得用铜灯。
简直像是给每种金属准备了专属的“发光伴侣”，让它们在实验室里闪耀出最美的一面。
大家可能也会好奇，这玩意儿的使用寿命怎么样。
实际上，空心阴极灯是有寿命的，通常在几百小时左右。
使用一段时间后，灯管里的气体会逐渐耗尽，光亮也会变得暗淡，影响实验结果。
就像一部好电影，重复播放多了，也会失去最初的那份惊喜。
不过别担心，更换个灯管就好了，继续开演。
说到维护，这个小家伙其实也需要一些“呵护”。
光源--之空心阴极灯
常用光源
蒸气放电灯 无极放电灯 空心阴极灯 注：它们都能符合要求的标准
空心阴极灯
定义
空心阴极灯是一种特殊 气体放电器，包括一个阳 极和一个空心圆筒形阴Байду номын сангаас 。两电极密封于带有石英 窗(或玻璃窗)的玻璃管中 ，管中充有低压惰性气体 。
空心阴极灯
空心阴极灯
工作原理 1） 在空心阴极灯两个 电极间加上一定电压时（通常是300500V），阴极灯开始辉光放电，电 子从空心阴极射向阳极，并与周围惰 性气体碰撞使之电离。带正电荷的惰 性气体离子在电场作用下连续轰击阴 极表面，阴极表面的金属原子发生溅 射，溅射出来的金属原子在阴极区受 到高速电子及离子流的撞击而激发， 从而辐射出具有特征谱线的锐线光谱。
空心阴极灯
2） 空心阴极灯发射的光谱，主要 是阴极元素的光谱（其中也杂有内充 气体及阴极中杂质的光谱），因此用 不同的待测元素作阴极材料，可制成 各相应待测元素的空心阴极灯。若阴 极物质只含一种元素，可制成单元素 灯，阴极物质含多种元素，则可制成 多元素灯。
空心阴极灯构造
空心阴极灯优点
1）使用寿命长，可长期存放 2）只有一个操作参数（即电流） 3）发射的谱线稳定性好，强度高而 宽度窄，并且容易更换
光源
邢利明 10生物技术 201006040018
光源的作用
光源的作用是辐射待测元素的特征光 谱（实际辐射的是共振线和其他非吸 收谱线），以供测量之用。当然，为 了测出待测元素的峰值吸收，必须使 用锐线光源。
选用光源标准
1）能辐射锐线，即发射线的半宽度比 吸收线的半宽度窄得多，否则测出的 不是峰值吸收。 2）能辐射待测元素的共振线，并且具 有足够的强度，以保证有足够的信噪 比。 3）辐射的光强度必须稳定且背景小， 而光强度的稳定性又与供电系统的稳 定性有关。
空心阴极灯异常现象及处理方法【模板】
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先用其它灯检查电源，再用高频真空查漏器检察，如灯壳内无氖光就是漏气（更换新灯）有氖光为接线脱落
8．只在阴极口外发光
惰性气体压强降低，不能保持正常放电
不能使用
更换新灯
9．发光色调正常，特征铺线发射很弱或不能捡出
长期使用后阴极金属耗尽或所用光电倍增管或放大器不合适
不能正常测定
不能复活，应换灯或重新选择合适的光电倍增管或放大器
空心阴极灯异常现象及处理方法
现象
原因
影响
处理方法
1．阴极辉光变(充氖灯由橙红。粉红一白光)，充氢灯由谈紫变白
灯内有杂质气体
发射线减弱，可能同时有背景发射
将灯在10—20mA电流下反向放电几分钟到半小时，如无效，再在80—150mA下反向放电，激活吸气剂
2．屏蔽管发光
溅射的金屑针状结晶或片状脱落，使阴．阳极光闪动
阳极表面放电不均匀
一般不影响使用
如有影响，可在10—20mA下反向放电半小时
4．阴极外例和后部发光
屏蔽管与阴极距离过大，或有杂质气体
发射线赂有减弱
发射稳定仍可使用，必要时按1反向处理
5．阴极内发生跳动的火花状放电无测定线发射
阴极表面有氧化物或有杂质气体
恢复正常放电前不能使用
在30—50mA下反向放电，或加大与灯串联的稳流电阻到2—10千欧
6．灵敏度降低
灯有背景发射、波长选择错误、单色器通带过宽、喷射器堵塞，燃气不足、燃烧器狭缝不在光轴下方
不能正常测定
检查灯的背景发射，观察阴极光色调，不正常，处理同l
7．不发光
灯头漏气或灯头接线脱落；电源有故障
不能使用
空心阴极灯和氘灯的性能和操作
空心阴极灯和氘灯的性能和操作此篇论文主要讨论空心阴极灯和氘灯的参数对操作结果的影响。
空心阴极灯空心阴极灯主要用来提供被测元素的锐线光谱。
用于原子吸收光谱的空心阴极灯发射的光谱必须足够纯净、噪音低，辐射强度达到线性校正要求。
普通的空心阴极灯的结构如下图1所示。
当空心阴极灯通过内部的低压气体Array在两个电极之间产生放电现象时，阴极会受到大量电子、加速冲向电极表面的带电气体离子（也就是充入气体的离子）的轰击。
这些离子的能量非常强，以至于可以促使阴极材料的原子从表面脱离或“溅射”进入等离子区。
溅射的离子在此处还会与其它高能的物质相互碰撞。
碰撞的结果导致能量转移，金属原子跃迁至激发态。
由于激发态不稳定，原子会自发回到基态，同时发射出特定波长的共振线。
很多元素都具有多条共振线供分析使用。
为了发挥灯的最优性能，必须仔细选择一切设计参数。
空心阴极灯的设计特点1．阴极阴极是由被分析元素或含有被分析元素的物质制成。
如果金属在空气中稳定并具有高熔点，则阴极材料一般使用纯金属（如银）。
如果金属本身比较脆，则一般使用烧结的金属粉末（如锰、钨）。
如果金属本身在空气中比较活泼，或具有较高的相对蒸汽压，则一般使用金属的氧化物或卤化物（如镉、钠）。
粉末技术也应用于制造含有多种被分析金属的多元素灯。
阴极的直径也是非常重要的，因为灯的发射强度取决于电流密度。
2．封入的气体封入的气体必须是单分子气体以避免分子震动光谱，因而一般使用惰性的稀有气体。
封入气体一般使用氖气或氩气，氖气是最好的选择。
这是由于其具有更高的电离电位以便具有更高的发射强度。
氩气只用于氖气的发射线与被测元素的发射线非常接近的情况下。
用于氦气的质量数较低不仅造成其溅射效应明显较小，而且还会因其气体快速耗尽造成灯的寿命缩短。
封入的低压气体耗尽是由于灯的表面材料吸收造成的。
当封入的气体压力低于规定值时则无法持续放电，此时灯的寿命即达到终点。
虽然灯仍然能点亮，但已经不能发射出被测元素的共振线了。
如何判断空心阴极灯是否有问题
如何判断空心阴极灯是否有问题1. 【异常现象】：阴极辉光变(充氖灯由橙红-粉红-白光)，充氢灯由淡紫变白。
使发射线减弱，可能同时有背景发射。
【原因】：灯内有杂质气体；【解决办法】：将灯在10-20mA电流下反向放电几分钟到半小时，如无效，再在80-150m A下反向放电，激活吸气剂。
2. 【异常现象】：屏蔽管发光。
使发射减弱不稳定。
【原因】：溅射的金屑针状结晶或片状脱落，使阴极与屏蔽管接通。
【解决办法】：振动灯壳，使接通处断开。
3. 【异常现象】：阳极光闪动。
【原因】：阳极表面放电不均匀；【解决办法】：一般不影响使用；如有影响，可在10—20mA下反向放电半小时。
4. 【异常现象】：阴极外侧和后部发光。
使发射线略有减弱。
【原因】：屏蔽管与阴极距离过大，或有杂质气体。
【解决办法】：发射稳定仍可使用，必要时按1反向处理。
5. 【异常现象】：阴极内发生跳动的火花状放电，无测定线发射。
从而恢复正常放电前不能使用。
【原因】：阴极表面有氧化物或有杂质气体。
【解决办法】：在30-50mA下反向放电，或加大与灯串联的稳流电阻到2-10千欧。
6. 【异常现象】：灵敏度降低。
不能正常测定。
【原因】：灯有背景发射、波长选择错误、单色器通带过宽、喷射器堵塞，燃气不足、燃烧器狭缝不在光轴下方。
【解决办法】：检查灯的背景发射，观察阴极光色调，不正常，处理同l。
7. 【异常现象】：不发光。
不能使用。
【原因】：灯头漏气或灯头接线脱落；电源有故障。
【解决办法】：先用其它灯检查电源，再用高频真空查漏器检察，如灯壳内无氖光就是漏气（更换新灯）；有氖光为接线脱落。
8.【异常现象】：只在阴极口外发光。
不能使用。
【原因】：惰性气体压强降低，不能保持正常放电。
【解决办法】：更换新灯。
9. 【异常现象】：发光色调正常，特征铺线发射很弱或不能检出。
不能正常测定。
【原因】：长期使用后阴极金属耗尽或所用光电倍增管或放大器不合适。
【解决办法】：不能复活，应换灯或重新选择合合适的光电倍增管或放大器乙炔钢瓶放置于乙炔钢瓶放置在何处为好一直是许多使用者感到困惑的问题；尤其是新安装仪器的用户，因考虑到消防安全的要求，往往不知将气瓶放在何处为好1）乙炔钢瓶可以产生的危险隐患一般有二；一是因本身压力不足或管路与仪器连接不良，在点火状态下，产生“回火”现象；二是钢瓶阀门及减压阀有漏气现象，使乙炔气体弥漫在室内，容易引起火灾；（2）关于“回火”的表现是：由于钢瓶内气体压力不足或仪器与管路连接不良造成火焰顺着管路内腔或外壁向钢瓶方向延伸，最终使钢瓶爆炸。
空心阴极灯和氘灯的性能和操作
空心阴极灯和氘灯的性能和操作此篇论文主要讨论空心阴极灯和氘灯的参数对操作结果的影响。
空心阴极灯空心阴极灯主要用来提供被测元素的锐线光谱。
用于原子吸收光谱的空心阴极灯发射的光谱必须足够纯净、噪音低，辐射强度达到线性校正要求。
普通的空心阴极灯的结构如下图1所示。
当空心阴极灯通过内部的低压气体在两个电极之间产生放电现象时，阴极会受到大量电子、加速冲向电极表面的带电气体离子（也就是充入气体的离子）的轰击。
这些离子的能量非常强，以至于可以促使阴极材料的原子从表面脱离或“溅射”进入等离子区。
溅射的离子在此处还会与其它高能的物质相互碰撞。
碰撞的结果导致能量转移，金属原子跃迁至激发态。
由于激发态不稳定，原子会自发回到基态，同时发射出特定波长的共振线。
很多元素都具有多条共振线供分析使用。
为了发挥灯的最优性能，必须仔细选择一切设计参数。
空心阴极灯的设计特点 1．阴极阴极是由被分析元素或含有被分析元素的物质制成。
如果金属在空气中稳定并具有高熔点，则阴极材料一般使用纯金属（如银）。
如果金属本身比较脆，则一般使用烧结的金属粉末（如锰、钨）。
如果金属本身在空气中比较活泼，或具有较高的相对蒸汽压，则一般使用金属的氧化物或卤化物（如镉、钠）。
粉末技术也应用于制造含有多种被分析金属的多元素灯。
阴极的直径也是非常重要的，因为灯的发射强度取决于电流密度。
2．封入的气体封入的气体必须是单分子气体以避免分子震动光谱，因而一般使用惰性的稀有气体。
封入气体一般使用氖气或氩气，氖气是最好的选择。
这是由于其具有更高的电离电位以便具有更高的发射强度。
氩气只用于氖气的发射线与被测元素的发射线非常接近的情况下。
用于氦气的质量数较低不仅造成其溅射效应明显较小，而且还会因其气体快速耗尽造成灯的寿命缩短。
封入的低压气体耗尽是由于灯的表面材料吸收造成的。
当封入的气体压力低于规定值时则无法持续放电，此时灯的寿命即达到终点。
虽然灯仍然能点亮，但已经不能发射出被测元素的共振线了。
空心阴极灯的工作原理和特点
空心阴极灯的工作原理和特点
空心阴极灯是一种应用光电离技术的灯具，其工作原理是利用低压放电使气体分子激发并发射特定的光线。
空心阴极灯的主要特点如下：
1. 组件结构：空心阴极灯包括两个主要组件，即空心阴极和荧光屏。
空心阴极由一个玻璃管内壁涂上感光物质的金属薄膜组成，荧光屏则涂有荧光粉。
2. 激发动力：空心阴极灯采用低压放电，通过其电子束轰击空心阴极上的感光物质，使感光物质释放出多余的电子。
这些电子通过离子交换进一步激发气体分子，从而发射光线。
3. 发光原理：当电子束激发荧光屏内的荧光粉时，荧光粉会吸收电子的能量并重新辐射出可见光，并呈现出不同的颜色。
通过控制气体类型和荧光粉的配比，可以获得不同颜色的光线。
4. 能量效率：空心阴极灯具有较高的能量效率，因为其采用低压放电，电流较小，能够实现较高的能量转换效率。
同时，荧光屏的荧光粉也能很好地转换电子能量为可见光。
5. 寿命：空心阴极灯的寿命较长，因为其电流较小，电子束对荧光屏的损伤较小。
同时，在低压放电状态下，电子束的能量较低，使得荧光粉的损耗也相对较小。
6. 可调节性：空心阴极灯可以通过调整电流、电压和荧光粉的配比来实现不同颜色的光线发射，从而满足不同应用场景的需
求。
需要注意的是，空心阴极灯在工作过程中会产生一定的热量，因此需要进行散热设计以保证其正常工作。
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空心阴极灯性能优劣判断方法
一：常见的空心阴极灯的分类。
目前大家比较常见的空心阴极灯的种类有“普通空心阴极灯”、“高性能空心阴
极灯”、“多元素空心阴极灯”；根据灯壳的外径可以分为38mm和51mm两种；根据形状分为日立式、瓶式、筒式；按灯座结构分有2脚灯座、4脚灯座及引线式。
二：国内常见的元素灯厂家。
据我所知目前我国常见的元素灯生产厂家有“北京有色金属研究院”、“ 北京曙光明”、“ 河北宁强光源”、“ 贺利氏特种光源沈阳公司”、“北京浩天晖”等，这些厂家生产灯在市场都有一定占有率同时也有一定的声誉
三：元素灯外观的判断。
一盏好的元素灯，外观和内部构造都是十分重要的。
要求使用的材料精良做工精细。
当你拿到一盏空心阴极灯首先就要认真观察灯的外观。
下图就是观察元
素灯外表的一
些提示。
观察要点提示
（1）透光窗要求表面干净整洁没有气泡、杂质、划痕的为好否则会影响透光率。
透光窗通常会根据不同元素的波长长短而使用两种不同的材料来制作，波长在
紫外区的一般都是使用石英材料制作，但是石英比玻璃贵为了节约成本一般都
只是在透光窗那段使用石英，所以大家可以看到很多元素灯上都有驳接的痕迹。
对于波长在可见区的元素灯一般都是正个灯体都是使用玻璃正如上图所示的钡
灯就是正个外壳是由玻璃制成的所以没有接驳的痕迹。
（2）空心阴极灯的阳极通常是由钛金属制成，不同元素灯厂家所制作的阳极形状也不尽相同。
通常要求阳极外表光洁，形状规整，和灯脚连接柱焊接牢固。
（3）空心阴极灯的阴极通常是由对应元素的纯金属或者合金制成的，阴极通常制成内径为2-3mm的圆筒形。
阴极作为元素灯的灵魂要求使用的材料尽可能纯净，制成的形状尽可能的规整。
阴极和透光窗要求同轴度尽可能的高。
（4）空心阴极灯上的云母片，出了起固定阴极的作用还有减少自吸收使谱线更窄增大发射强度，一般要求云母片表面光洁，大小形状刚好能填满整个玻璃管，并且安装牢固不会轻易的松动。
（5）电极的连接支柱一般都为陶瓷制成，一般要求陶瓷整体性好不能有裂痕等，并且和灯的电极及灯的插脚焊接牢固。
（6）灯的插脚一定要加工制作规整一般外表光洁，各个灯脚之间大小和间距都要符合标准，不然装拆灯的时候就特别的不方便。
四：空心阴极灯的性能指标测试
看完灯的外观我们就要通过原子吸收上对空心阴极灯进行实际性能的测试，通
过测试我就能更直观的判断空心阴极灯的优劣了。
为了使大家更好的了解灯的性能测试我特地找了三盏镉（cd）灯进行示范。
这
三盏灯是由不同厂家生产的，灯的内部构造也有少许的不同。
因为这些灯新旧
不一所以测量出的来的结果只能作为这次示范，而不代表该厂灯的真实质量希
望大家自己能明辨。
为了描写方便我分别对灯进行编号分别为灯1、灯2、灯3、
通过上图大家可以看到，不同的灯各自的阳极构造都有少许的不同。
现在有这
样说法说是灯的阳极相对于阴极来说对于灯的质量影响较小。
（1）看其发光颜色
把灯装上到原吸上按仪器的操作步骤把元素灯点亮观察其发光颜色。
观灯小提示
1，对于充氖气的元素灯发出来的光是橙红色的，如果存在杂质时会出现粉红色甚至白色。
对于充氩气的元素灯发出来的光时蓝紫色的，如果存在杂质时原色会变淡。
2，通常发出来的光斑要比较集中的，不能是过于发散的。
（2）测其增益值大小
在仪器条件的一致的情况下，如灯电流、狭缝宽度等条件一致的情况下让仪器进行波长寻峰后看对应灯下得到增益值（负高压）的大小。
通过判断增益值大小就可以判断出灯能量（发射光强）的强弱。
（因为在仪器条件一定的情况下灯发光强弱和仪器的增益值成反比）。
大家可以冲上图可以看到灯1所得到的增益值为272比另外两盏灯都要低一些所以可以证明灯1的发射光强比另外两盏灯都要强一些。
（3）观察特征谱线附近的背景。
因为灯在制作的过程使用的阴极材料如果不是该元素的纯金属带有杂质元素或者充入的惰性气体纯度不够等都有可能产生干扰谱线，如果在特征谱线附近的干扰谱线就成了我们所谓
灯的背景。
根据有的书籍上介绍“在一定的光谱通带内，要求大多数的空心阴极灯特征辐射谱线两侧的辐射背景强度要小于或等于特征辐射谱线的1%。
（4）观察灯基线平直度。
元素灯点亮后，因为灯的内阻等条件是在不断变化的所以开始的时候发光是不稳定的，所以我们必须对灯进行预热。
不同的元素不同的灯预热时间都是不一样的，为了更直观的让我们知道灯是否充分的预热一般的仪器都有灯稳定性测量这个功能也就是常说的基线平直度测量。
一盏好的灯应该短时间之内就能达到稳定状态。