技术文章您现在的位置:首页 > 技术文章 > 舞氘弄灯&氘光见峰之 你是我的眼—氘灯:成就实验之美

舞氘弄灯&氘光见峰之 你是我的眼—氘灯:成就实验之美

发布时间:2019-09-10   点击次数:588次

舞氘弄灯&氘光见峰之

你是我的眼—氘灯:成就实验之美

小小一只氘灯,看似平凡无奇,冥冥之中却决定着实验的终质量,成就您我的实验美好。给自己一点细心与耐心,你我一同走进这拥有神奇智慧与魔力的小小的氘灯,品赏一下它充满绚丽辉煌光彩熠熠的无穷魅力与辉煌灿烂的一生。

Steiner1927年研制成功氢灯,作为分析仪器紫外连续光源;

Munch 1935 探究了金属氧化物涂覆的热阴极(灯丝),并研究了热阴极和阳极之间用金属板隔离的灯结构,这些结构已经与现在氘灯的结构相同。

Levikov1961年采用氘气体代替氢气充入灯中,自此氘灯诞生。之后一批前赴后继的科学家与工程师执着于氘灯的改进和发展技术研究,使得氘灯的使用寿命和稳定性能得以延长,继而在各种分析仪器例如HPLC、紫外-可见分光光度计和原子吸收光谱仪中得到了广泛的应用[1]

一、氘灯工作原理:

氘灯是在氢灯的基础上发展起来的, 与氢灯相比, 它有辐射强度高、稳定性好、寿命长等优点。如图1所示它有阴极、阳极和屏蔽罩组成。为了避免阴极电弧光斑干扰,在阴极旁设置了一片挡光片,光栅设计成半球形碗状使得光束输出更加集中,提高其辐射强度。光窗设计成矩形有利于增大其辐射角,灯的外壳采用透过紫外光极高的石英材料,管内充有一定压力的高纯氘气。

1氘灯的硬件设计结构

氘灯是一种靠等离子体,(失去电子的原子与被电离后的原子团产生的正负离子组成的离子化气体状物质,从宏观上看,整体上呈现电中性的电离气体)放电发光光源。如图2所示,氘灯工作时, 即灯丝通电加热后,发射出自由电子,阳极加上电压,灯丝阴极发射的热电子在电场加速下向阳极运动与氘气分子实现非弹性碰撞继而使氘气分子激发,当氘分子分解成氧原子时多余的能量辐射光子,由于电子能量的随机性所以该辐射为一定波段的连续光谱,具体而言主要在 170-400nm区域,如图3所示为氘灯的光谱分布,其中486.0nm583.0656.1nm为氘灯的三条特征谱线如图4

2氘灯的紫外发光原理

3氘灯的光谱分布[1]

4氘灯的特征谱线图[1]

 

、氘灯的分类:

按插脚可大致分为两种:一种是有三只插脚(又称插座式)的氘灯,另一种是带有三根插脚引线的氘灯。带有三只插脚的氘灯,一般都注有阴极和阳极标志,以便于用户使用时辨认。目前国外生产的氘灯,基本上都是属于带有三只插脚形式的氘灯。三根插脚引线的氘灯中,有两根插脚引线为阴极(一般为黑色或蓝色),一根插脚引线为阳极(一般为红色)。我国生产的氘灯中,大多数为带有三根插脚引线模式的氘灯。插座式氘灯的优点是发光点的高度固定不变(但不可能不变,一般误差在0.1~0.2mm),调换新氘灯时不需要调节氘灯发光孔的高度。而带有三根插脚引线的氘灯,则更换新氘灯时,一定要调节发光孔中的发光点的高度,对使用者来讲,不是很便捷。

如图5所示分别为国外氘灯与国内氘灯对比

 

三、氘灯主要技术指标[2]

技术指标

国外

国内

预热电压与电流

交流供电:

2.5V,4A;10V,0.8A

直流供电:12±1V,0.8A

交流供电:

2.5V,4A;10V,0.8A

直流供电:12±1V,0.8A

触发电压/起辉电压

300-600V

200-400V

工作电压/管压降

75±15V

75±15V

工作电流

180-350mA

180-350mA

噪声

光通量±0 .4或相对辐射强度±0.4%(220nm)

光通量±0 .4或相对辐射强度±0.4%(220nm)

漂移

≤0.5%(220nm)

≤0.5%(220nm)

寿命

≥2000h

1000h-2000h

寿命判定标准

把新氘灯测试数据作为100,被测试氘灯的能量不足新灯的50%,则认为被测氘灯寿命到期

四、氘灯国内外主要生产厂家:

 

Note:有几个品牌和公司没有查到对应的氘灯产品型号,没有进行确认。

五、氘灯的应用场景与更换标准

氘灯应用场景

用途

氘灯寿命到期判断

液相色谱(HPLC-UV

UV/DAD[3]

一直点灯失败

毛细管电泳(HPLC-UV

UV/DAD

光窗附近严重发黑

原子吸收光谱仪(AAS)

光源

点燃数小时后能量<50%

紫外可见分光光度计(UV-Vis)

UV

管压降>90V75±15V

环境监测设备

光源

管压降<60V75±15V

薄层色谱

光源

漂移波动严重

薄膜厚度测量

光源

累计使用小时≥规定寿命

半导体检验

光源

出现非线形现象

显像密度计

光源

正常进样峰很小

色度计

光源

系统氘灯能量自检不通过

烟气分析仪

光源

N/A

Note

1、不用手直接接触氘灯,避免手上的油脂污染;

2、不要频繁开关氘灯,氘灯的开关次数与其正常使用时间成反比;

3、待灯冷却之后才能再次开启,氘灯如果在未冷却状态时被打开,很可能造成灯丝整体结构的破坏;

4、避免检测器受到物理冲撞,灯亮时受到撞击,很可能将灯丝弄坏甚至弄断;(因为当氘灯点亮时其温度有2700K度,此时灯丝几乎是液态的。)

六、氘灯的选择

因不同厂家设计生产氘灯的规格不同,经常会遇到替换氘灯与原装氘灯外观不一致的情况;在采购氘灯时,务必在合同上标明氘灯匹配的仪器品牌和型号。

另外的氘灯的选择上,也要根据不同的使用情况以及慎重斟酌做出购买决定。

1、如果是GMP实验室,对数据准确性、完整性以及仪器性能要求很高的实验室,请尽量选择原厂家原型号对应的氘灯,以免由于错误选择氘灯,引起不必要的麻烦。

2、如果是针对研发以及non-GMP实验室可以适当考虑采用性价比更高的国产代替原装进口的氘灯,因为国产与进口氘灯的性能和水平已经越来越接近;

3、如果是针是对价格与成本非常关注的企业或实验室,可以更多的考虑采用性价比更高的国产代替原装进口的氘灯,这样既可以满足实验的性能,也可以节省一大笔实验室费用;

4、对于本身就是国产的仪器例如伍丰液相、依利特液相、通微液相等国产品牌,可以直接选购原厂家或者国产替代都是一种非常不错的选择。

5、对于直接从原厂家直接购买还是从代理商手中购买更加合适。这个可以根据不同情况进行区分。首先假如你是拥有数百台安捷伦或者岛津或者沃特世或者赛默飞的大客户制药厂或外包企业,具备与仪器厂家谈判话语权与沟通的实力,当然肯定可以拿到一个批量的采购折扣或优惠的价格,这就叫做客大欺店。

另外一种情况,就是你就像股市当中的散户,小企业小实验室,这样你的存在与价值贡献,对于巨型外资仪器制造厂商而言,可有可无,所以给你的价格或折扣可想而知,肯定没有优势。对您而言,的选择是代理商购买或者也可以选择国产替代进口。,这样一方面代理商有着强烈的合作意愿与开拓意识,多数会给出比较优惠的价格,以求与您建立长久稳固的合作地位。

七、编者寄语:多维竞争,有为担当,中国智造,未来

总之一句话,有钱任性,没钱,那咱们就量力而行。反正吃十块钱的稻花香大米与吃两块钱的本地大米,都可以填饱肚子。亦或者去吃十几块钱的路边摊,或者去吃五的几百块的自助餐,都可以解决填饱肚子的需求。有句话叫存在必有其合理性,也有其客观性,我们既不能一味的崇洋媚外,也不能一直对国产嗤之以鼻。因为一个产品的如果想变好,除了制造工艺和制造水平的提升之外,更加需要的是量产与问题爆发,这样才会迎来产品质的飞跃,国产才有机会去PK进口,去跟进口品牌站在同一个竞争层面。

倘若你不用,我不用,你嫌弃,我嫌弃,终将走向的将是进口的持续垄断与零竞争。后的恶果将是进口配件耗材或仪器的价格每年持续上涨,你的成本不断的提高。就像小米、VIVOAPPOHUAWEI的存在与创新,迫使苹果、三星、诺基亚等曾经的世界一线手机品牌在国内价格降到我们普通人可以购买的水平。这样消费者有了更多的可以消费得起的手机选择,同时也给了国内手机品牌生存与创新的机会,获得可以跻身世界一线品牌的可能,着中国智造走出,走向世界。请大家本着客观的态度去理解与解读国产仪器制造企业与品牌,倘若不能以鼓励与认可的态度,也请不要用埋怨与抱怨的心态来评价和定义他们,我个人觉得国产仪器的确是步履维艰,进退两难,外有强大的几大巨头仪器制造企业的多维绞杀与围追堵截,内有万千对国产抱有质疑与排斥者。请记住唇亡齿寒,倘若国产全线放弃,那对他们而言,多就是关门歇业不赚钱而已。对您而言,终也将选我可选,挑无可挑,只能买高价的仪器与耗材,只能用不菲的设备与配件。所以,我坚信存在即合理,也选择祝福与鼓励,也坚信多维的竞争,将会带来品质的提升与价格的低走。

在众多民营光源配件的技术企业当中,沈阳镁汇科技是一家深耕光源配件资深技术企业,致力于分析测试仪器光源等核心部件,包括氘灯、氙灯、元素灯、PID灯等,是国内颇具影响力的分析测试仪器光源部件生产制造企业。另外国内还有很多其他的氘灯生产制造企业,在此不再逐一枚举。

同样我们更应该正视国产与进口在领域还存在很大差距,还不是一个量级,这其中既有外商投入巨资潜心钻研的科技成果,有意或无意建立的技术壁垒,也有国内产业技术水平的局限,更有国产企业自身的困境与迷茫。

 

希望国内企业可以更多的涌现出一个个像华为一样的有理想有信仰的有为企业,既能闷声发大财,也敢于挑战与打破科学技术壁垒,开拓自己的一番天地。海阔凭鱼跃,天高任鸟飞。祝国产民族企业再接再厉,愈挫愈勇,可以早些实现自己的宏伟愿景,在自己擅长的领域,创造属于自己的神话与传奇

参考文献:

1.杨啸涛,长寿命氘灯特性及其应用,中国无机化学,20113,第1卷第1期。

2.李昌厚,氘灯质量评价方法探讨,分析仪器,2009,第4 期。

3. 杨三东,二极管阵列检测器波长校准方法研究及评价,中国测试,20187,第44卷,第7期。

 

文章来源:实验室仪器与分析 公众号

*版权所有,未经允许不得转载,以上文章根据网站审核标准做了部分词语改动

沈阳镁汇科技有限公司

沈阳镁汇科技有限公司

地址:沈阳市铁西区滑翔路

© 2020 版权所有:沈阳镁汇科技有限公司  备案号:辽ICP备11000475号-4  总访问量:77225  站点地图  技术支持:化工仪器网  管理登陆

QQ在线客服
联系方式

13889802011