發射極耦合邏輯電路

[拼音]:fenxi yiqi

[英文]:analytical instrument

測定物質的組成、結構和某些物理特性的儀器。物質分析包括定性分析、定量分析、結構分析和某些物理特性的分析。不同物質在各種物理和化學性質上都存在質的和量的差異,顏色、氣味、導熱係數、吸收光能的波長和磁性的不同等。分析儀器正是利用這些特點來完成定性分析和結構分析的。例如,紅外分光光度計就是利用不同物質吸收紅外線輻射能時對波長有選擇性來實現定性分析的。但是,大多數物質在各種物理和化學特性上往往沒有質的不同,只有量的差異,而且這種差異往往並不十分顯著,這就無法辨認某些物質。因此,利用分析儀器來進行定性分析,首先必須充分地認識待分析物質以及與其共存的其他物質的各種物理和化學特性,以待分析物質與其他物質的質的不同或量的顯著差異作為選用或製造分析儀器的依據。

用分析儀器進行定量分析,是以物質存在量與轉換成的某種物理量(如電量、熱量等)之間具有一定的函式關係為依據的。例如紅外分光光度計是根據待測物質量的差別,吸收特定波長的輻射能不同,將所吸收的輻射能轉換成熱能,或進一步轉換成電量,而存在量的多少與轉換成的電量變化之間具有一定的關係。通過對電量的測量就可以確定待測物質的存在量。

基本組成

分析儀器的應用領域十分廣泛,有的用於生產過程分析,有的用於環境監測,還有許多用於各個學科和企業部門的實驗室。為了適應不同的需要,分析儀器的結構比較龐雜。各種用途和種類不同的分析儀器的結構,大體上都可以歸納為圖中的幾個基本構成部分,但某些具體儀器可能只具有其中幾個部分。現代許多分析儀器已配有微處理器或微型計算機,其功能更為完備,尤其是儀器本身的自動化程度大為提高。

取樣系統

取樣系統的任務是將一定量的、能真實代表待分析物件的樣品取出並送入各個測量環節。取樣系統可包括:能耐各種介質腐蝕、高溫、高壓、低溫和低壓等各種條件的取樣管、取樣器;抽吸或增壓、減壓裝置;以及除去有害或對分析有干擾的雜質的一系列過濾器和反應器等。

樣品調節系統

它對取得的樣品流進行適當的處理,使其壓力、溫度和流量等引數符合分離系統和檢測系統的要求。因此,它可能包括壓力、溫度和流量等引數的比較簡易的調節裝置。

分離系統

在大型分析儀器或各種譜儀中,為了實現多組分分析或樣品的全分析,往往都採取先分離後檢測的辦法,即利用物理或化學主法分離,分析樣品中的各種組分。例如,色譜儀中的色譜柱、質譜儀中的質量分析器等就是最典型的分離系統。

檢測系統

檢測系統是分析儀器的核心,它將各種成分量、結構量和物性量轉換成為易於測量的各種電量(如電阻、電容、電流、電壓和頻率等)。在分析儀器中,上述各種量往往不能直接轉換成易於測量的電量,一般須經過中間轉換,如先轉換成溫度、壓力或光通量等,而後再轉換為電量。由成分量或結構量的變化所引起的轉換量的變化十分微小,如轉換為溫度時可以低達10-5℃的變化量,並要求精確定量。因此,分析儀器的檢測器結構往往比較複雜,對工藝、材料的要求也較高。

訊號處理和顯示系統

這一系統的任務是將檢測器的輸出訊號加以處理,而後顯示。

條件補償系統

分析儀器往往對被測物件的介質條件和環境條件,如環境氣氛、溫度、壓力和電源引數等十分敏感。為了保證精確度,對這些條件都有較高的要求。為了降低這些要求,在儀器內部往往設計有對各種條件波動進行補償的裝置,以消除或降低條件波動對測量造成的影響。

電源

在分析儀器中,幾乎都有對電源穩定的要求(包括電壓、電流及頻率)。

用途

分析儀器廣泛應用於工業生產過程監控、環境保護、生物化學和醫療、空間探索和軍事等各個領域,是現代科學研究中一種重要的技術手段。

(1)工業生產過程監控:化工、石油、冶金、熱電站、食品、製藥等許多工業生產部門,為提高產品產量和質量、降低生產成本、節約原料和能源消耗、消除或減少汙染,常需對原料、燃料、中間產物、最終產品、排放的廢水和廢氣等的化學成分和特性進行連續、自動監測和控制。因此,必須配備各種自動分析儀器,即過程分析儀器。例如,鍋爐執行時使用氧分析器測量煙道的氧含量,並根據測量結果控制燃燒,以提高熱效率。又如用過程質譜計監視分析氧氣頂吹煉鋼轉爐的尾氣,以提高鋼坯的生產效率。

(2)環境監測:監測的目的是確定危害人類和其他生物成長的有害物質及其存在量。根據監測的結果,可對環境進行相應的治理。

(3)生物化學和醫療:生物化學和醫療是分析儀器應用的重要方面,包括臨床診斷、病情監護、新藥研究、藥物和藥效檢測以及生物和生理過程的研究等。

分類

分析儀器主要有以下兩種分類方法:

(1)根據所應用的物理和化學原理分類,可以分為電化學式、熱學式等10類(見表)。其中利用電化學原理的電化學式分析儀器,又可分為電導式、電位式和電解式等。

(2)根據所施加的能量形式分類,有光能式、熱能式和電磁場式等。

參考書目

周昌震、李樹田編著:《分析儀器》,機械工業出版社,北京,1980。

威拉德等著,李樹田譯:《儀器分析法》,機械工業出版社, 北京,1982。(H.H.Willardandothers,Instrumental Methods of Analysis,D.Van Nostrand Co.,New York,1974.)

參考文章

分析儀器選購注意事項有哪些?電氣技術