GGX-600型原子吸收分光光度計氣路系統維護技巧

王淑晶，曹軍

（黑龍江省第五地質勘查院，黑龍江哈爾濱 150080）

原子吸收分光光度計是20世紀50年代中期出現并逐漸發展起來的一種新型分析儀器，是集光學、機械學、電子學和計算機為一體的技術密集型高科技產品[1]。原子吸收分光光度法是基于蒸汽相中待測元素的基態原子對其共振輻射的吸收強度，來測定試樣中該元素含量的一種儀器分析方法[2]，其共振輻射的吸收強度與原子吸收分光光度計的吸光率在儀器型號確定的情況下呈正相關，提高吸光度必須協調好待測溶液提升量、霧化率及火焰的穩定性等相關系數，而這些參數的配套與日常原子吸收分光光度計氣路系統維護緊密相關。原子吸收分光光度計氣路系統由空壓機、進氣系統、流量計、霧化器、霧化室、燃燒頭等組成，本文著重介紹日常原子吸收分光光度計氣路系統維護中容易發生問題的維護點，以便更好地使用和維護該型儀器。

1 空壓機冷凝管道、氣液分離器及進氣管道存水

空壓機是原子吸收分光光度計氣源裝置中的主體，可將電動機的機械能轉換成氣體壓力能，是壓縮空氣的氣壓發生裝置，而氣液分離器安裝在空壓機的出入口用于氣液分離。空壓機冷凝管道、氣液分離器存水可以分別通過空壓機放氣閥、氣液分離器下方放水閥來放水。原子吸收分光光度計進氣管道存水一般通過流量計觀察得出，進氣管道存水來源一般也是空壓機冷凝管道、氣液分離器過量水汽進入，因此可以通過排除空壓機冷凝管道、氣液分離器的水汽后空載來排除，但是這個過程需要的時間較長，也可以將氣體流量計的調節旋鈕擰松來快速排除水汽。但是這兩種方法不能完全排除進氣管道中的水汽，目前黑龍江省第五地質勘查院主要采用的方法是將氣液分離器的出氣閥門管道中加入少量酒精，同時擰下燃燒室前方的空氣進入管道，開空壓機通過增大管道中的蒸氣壓來完全排除，需要注意的是開空壓機前一定要擰下空壓管道，否則會由于酒精的強大沖力損壞霧化器撞擊球。空壓機冷凝管道、氣液分離器存水一般為一日一次或者兩次，較高的放水頻率也會降低進氣管道存水的可能性。

2 溶液提升量、霧化率的調節

原子吸收分光光度計的吸光度與溶液的提升量、霧化率緊密相關，但吸取溶液的提升量與霧化率不是完全正相關，為了保證氣態原子的滯留時間，需要在盡可能低的提升量情況下提高溶液的霧化率。溶液的提升量由流量計進氣量決定，受霧化器、燃燒器構型等影響；霧化率效率由霧化器決定，受燃燒器影響，因此，在測試元素時，需要對每種元素的測試條件中的提升量與霧化率進行測定。

由上可以看出，溶液的提升量、霧化率與霧化器關系密切。為尋求提升量、霧化率與原子化的平衡，研究撞擊球連接桿與垂線角度θ對1μg/mL Au標準液體原子化影響，在空氣流量 6.0 L/min、乙炔流量 1.0 L/min，燈電流5 mA的情況下，結果見表1。從表1可以看出，撞擊球連接桿與垂線角度θ對霧化率的影響較大，這是因為合適的角度利于水珠的及時排出，有利于水汽的提升。原子化效率是溫度的函數，在霧化率相同的情況下原子化應該是相等的，這也是原子吸收的分析基礎，因此原子化呈現出與霧化率效率正比的關系。

3 霧化器的日常清理

霧化器是原子吸收分析儀器中霧化組件最核心的部件，也是日常維護最為頻繁的部件。霧化器日常維護核心是保證霧化效率的穩定，對發生霧化器堵塞和清理要根據具體情況處理。如果霧化器出氣玻璃管是由于小沙粒堵塞引起，一般通過反吹來解決，對于疏松性顆粒也可以通過超聲波振蕩解決。如果霧化器出氣玻璃管是由于泡沫吸附測試微量Au中泡沫顆粒堵塞，可以通過將霧化器出氣玻璃浸入加熱的鉻酸洗液碳化洗出，或者采用酒精燈干燒出氣玻璃管碳化泡沫顆粒后用超聲波振蕩清洗。日常工作完成后，宜用20%王水清洗5 min，再用清水清洗10 min后關閉進氣系統，并保證毛細吸管的抬空或者放置于清水中，一定不能放置在實驗臺面上，以免臺面固體細小顆粒的進入。

表1 撞擊球連接桿與垂線角度θ對1μg/mL Au原子化的影響

4 燃燒頭的日常清理

燃燒頭的狀態也會嚴重影響待測溶液的提升量和霧化率，同時也會影響火焰的穩定性和狀態。對燃燒頭的維護主要是清除燃燒縫處的氧化物結塊。點火后，燃燒頭縫隙上方應是一條燃燒均勻且呈帶狀的藍色火焰帶，若火焰出現缺口或者呈鋸齒狀，說明燃燒頭縫隙有氧化燒結物，這時需要清洗。清洗的方法:一是在接通空氣、關閉乙炔的條件下，用濾紙插入燃燒縫隙中仔細擦拭，通過空氣壓力將氧化物顆粒吹出，這種方法不能從根本上解決清掃的問題，主要是測試過程中發現燃燒頭狀態不對而采取的臨時辦法；二是將燃燒頭摘下，采用5%的硝酸浸泡一晚上，對于內部較難清除的結塊在此基礎上用超聲波振蕩消除。

需要特別注意的是，較長時間不清理的燃燒頭在霧化室和燃燒頭連接處極有可能存在較大較多的氧化物燒結塊，這些燒結塊的存在會嚴重影響燃燒頭的拆卸，因此需要及時清理。清理過程可以采用物理方法剝落，然后用20%的硝酸和清水多次沖洗。

5 氣路管道的更換和檢查

乙炔氣瓶的更換要注意操作安全，同時規避可能引起爆炸的因素，對于沒有標明狀態的乙炔鋼瓶要注意壓力的檢查，具體可以用表頭測量或者排壓聽聲來判別。安裝時，首先要擦拭排氣口和鏈接管道口，避免灰塵進入管道，連接好后要用肥皂水進行密閉性檢查防止泄露。

每個季度要進行一次連接管道壓力檢測，可以用管道壓力來檢測，具體是在關閉儀器端進氣開關的情況下開啟乙炔罐體開關一段時間，待壓力穩定后，觀測12 h壓力降低量，以超過標準大氣壓20 KPa為限。

空氣管道和乙炔管道根據具體情況進行更換，在沒有外力破損的情況下一般3年左右進行更換，更換時注意管道的清潔，也可以采用酒精清洗空壓排氣的方法進行。儀器內部管道一般3～5年強制更換，內部管道的更換可以與儀器清潔同時進行，主要采用酒精對連接部位的臟物進行清洗。

轉子流量計主要對空氣和乙炔進行計量，實際工作中，轉子流量計數值會隨著年份的增加越來越低，這主要是由于轉子流量計進入異物引起的。一般情況下，通過上面的清洗管道可以對異物進行清洗，如果發現空壓機或者乙炔流量不滿足要求時應該對其進行拆卸，將轉子流量計進氣口或者頂針進行清洗。

乙炔氣管與霧化室的連接件會由于乙炔氣流減少而發生堵塞，容易導致乙炔供氣的不穩而導致火焰的不穩，因此需要進行日常排查或者定期清理。

6 測試過程中原子吸收吸光度不穩定的情形排查

測試過程中有時會發生吸光度不穩定的情況，這種情況首先要通過靜態測量排除元素燈老化或者過電流引起的燈源問題。如果靜態測量正常，基本就是氣路系統故障引起的。

氣路系統故障一般有三種情況，一是觀察空壓機進氣系統是否穩定，通過觀察氣體流量計來排除，檢查是空壓機不穩還是氣路進水引起；二是查看水封是否完好，同時及時排除廢液量；三是檢查乙炔氣體進氣管道是否發生堵塞。特別是第三種情形，由于乙炔氣體進氣壓力較小，較大的空氣壓力很容易導致酸氣進入引起部件腐蝕，要注意日常排查。

8 結語

從GGX-600型原子吸收分光光度計日常氣路維護的角度出發，對原子吸收氣路系統的空壓機、氣液分離器、霧化器、燃燒頭、管路等對原子吸收穩定性影響因素進行了分析，通過實踐表明，這些方法是可行的，獲得的數據穩定可靠。