原子化系統是分光光度計的一個重要組成部分，原子化系統直接影響分析靈敏度和結果的重現性，主要包括霧化器，霧化室和燃燒器三部分，是原子吸收分光光度計之關鍵部分，其任務是產生大量的基態自由原子，並能保持原子化期間原子濃度恆定。
基本介紹
- 中文名：原子化系統
- 外文名：Atomization system
- 主要結構：霧化器、霧化室、燃燒器
- 學科：化學、物理
- 作用：產生大量的自由原子
原子化系統的組成,主要部件的作用,霧化器作用,霧化室作用,燃燒器作用,分類,石墨爐原子化器,縱向加熱石墨爐,橫向加熱石墨爐,原子化系統的維護,清洗順序,清洗的具體步驟,霧化器的調節,
原子化系統的組成
一 套完整 的原子化系統是由燃燒系統和霧化系統組成。具體的組成及相關部件名稱見圖1 。
（1）附加助燃氣人口；（2）燃氣入口；（3）助燃氣入口；（4）調整螺栓；（5）樣品溶液吸入口；（6）鎖扣 ；（7）霧化器 ，（8）撞擊球調整器；（9）撞擊球；（10）混合室；（11）虹吸管；（12）虹吸管出口，（13）浮筒；（14）燃燒頭
圖1 原子化系統組成
主要部件的作用
霧化器作用
霧化器是火焰原子化器 中的重要部件 。它的作用是將試液變成細霧。霧粒越細、越多，在火焰中生成的基態自由原子就越多。套用最廣的是氣動同心型霧化器。霧化器噴出的霧滴碰到玻璃球上，可產生進一步細化作用。生成的霧滴粒度和試液的吸入率 ，影響測定的精密度和化學干擾的大小 。噴霧器多採用不鏽鋼、聚四氟乙烯或玻璃等製成。
霧化室作用
霧化室的作用主要是除大霧滴，並使燃氣和助燃氣充分混合，以便在燃燒時得到穩定的火焰 。其中的擾流器可使霧滴變細 ，同時可以阻擋大的霧滴進入火焰 。一般的噴霧裝置的霧化效率為5%～15%。
燃燒器作用
試液的細霧滴進入燃燒器後 ，在火焰中經過乾燥 、熔化、蒸發和離解等過程後 ，產生大量的基態自由原子及少量的激發態原子 、離子和分子。通常要求燃燒器的原子化程度高 、火焰穩定、吸收光程長、噪聲小 等 。
分類
預混合型火焰原子化器主要是由噴霧器、預混合室和燃燒器3個部分組成，它最主要的優點是易操作、重現性好。石墨爐原子化器主要是由石墨管壁、石墨平台和碳棒盛樣小孔（或石墨增鍋）3個部分組成，其中管式石墨爐是使用最為廣泛的一種，它最主要的優點是轉化率高、靈敏度高、元素用量少。石英爐原子化器又稱低溫原子化法，主要是將元素與蒸汽反應，發生法配合反應。陰極濺射原子化器主要是對元素進行正離子轟擊，使檢測元素轉變為原子蒸汽。
石墨爐原子化器
縱向加熱石墨爐
石墨爐原子化器起源於1959年L′vov平台工作，而其商品化還得益於Mass-mann對L′vov平台石墨爐的發展和大膽改進，1968年Massmann爐問世。自20世紀70～ 80年代末商品石墨爐原子化器均為Massmann管形爐，廣為分析工作者所熟悉。這種石墨管是兩端通低壓大電流加熱，加熱方向與石墨管平，稱之為縱向加熱。用L′vov的恆溫原子化的思想要求，縱向加熱石墨管在結構上存在先天性缺陷，即由石墨管兩端接觸的電極必須水冷卻。這就使石墨管兩端的熱量不斷被帶走，造成管的兩端溫度低中心部分高的狀態，形成了原子化過程中明顯的溫度梯度。到了20世紀80年代末，縱向加熱石墨管在原子化過程中的溫度特性有了明顯的改善，但原子化過程中造成的溫度梯度、背景干擾只是有了減輕，並沒有明顯或根本解決。為改變這一局面，人們從改變石墨管形狀等方面努力，以求儘可能擴大原子化過程中石墨管的恆溫空間，於是便出現了橫向加熱石墨爐。
橫向加熱石墨爐
橫向加熱石墨爐是指在與石墨爐長度方向相垂直的方向對其加熱，即電流通過的方向與石墨管方向正交。這種加熱方式避免了通水冷卻電極時帶走石墨管兩端熱量的問題，從理論上講在石墨管長度方向上不存在溫度梯度。最早的橫向加熱石墨爐是20世紀70年代Varian生產的CRA -63型石墨爐，夾於兩個加熱炭棒之間的石墨管僅9 mm，因長度短無法顯示橫向加熱的性能而不被人們認識。直到20世紀80年代,瑞典的Frech〔3〕
提出了一個比較完善的能加工製作的橫向加熱石墨爐方案，並自行加工製作了橫向加熱石墨管，與HGA -600型進行了對比試驗，分析數據都明顯優於傳統的縱向加熱的Massmann石墨爐。直到1990年，才由美國的Perkin Elmer公司推出了世界上第一台商品化橫向加熱石墨爐GFAAS儀器。但由於橫向加熱石墨爐幾何形狀較為複雜，加工有一定的難度，對技術要求比較高，至今世界上不到10家公司採用。
原子化系統的維護
清洗順序
（1）拆下燃燒頭及霧化系統 ；（2）清洗燃燒頭 ；（3）清洗霧化器 ；（4）清洗水封；（5）清洗混合室；（6）重新安裝燃燒頭及霧化系統；（7）調整燃燒頭及霧化系統
清洗的具體步驟
（1）清洗燃燒頭
1）鬆開燃燒頭上面的6個螺絲3；
2）鬆開燃燒頭側面 的兩 個螺絲 ，
3）用木片 刮掉 留在 狹縫上的殘 留物 ；
4）用0.1N的稀硝酸清洗狹縫 ，然後用蒸餾水清洗；
5）按相反的順序復原 ，注意狹縫間的兩個墊片。
日常維護：（1）0.1N硝酸浸泡清洗/去離子沖洗 一 每月 1次 ；
（2）拆卸清洗 一每半年 1次。
（2）清洗霧化器
1）用細鐵絲插入霧化器的導管 ，上下抽動幾次；
2）要清洗霧化器的內部 ，須拆開 。
日常維護 ：霧化器 的吸液 毛細管 、噴嘴、撞擊球都直接受到樣品溶液的腐蝕，要經常維護。若在工作狀態不如意時 ，可清洗或更換霧化器 。霧化器直接影響著儀器分析測量的靈敏 度。
1）每次做完樣後用純水沖洗一分鐘 ，
2）用通絲輕輕通霧化器每月一次 。
（3）清洗混合室 、水封及霧化系統
1）將燃燒頭 、霧化器 、撞擊球拆 下 ，並將連線氣管 、連線 電纜拆下 ；
2）將混合室 、水封及霧化 系統(白色 的聚四氟 乙烯 )拆卸下來 ，用稀硝 酸浸泡清洗 ，用棉簽擦洗 ；
3)）用去離子水沖洗混合室、水封及霧化系統部件 ；
4）最後按相應順序安裝好系統。
(4)安裝燃燒及霧化系統
1）安裝氣路的密封墊圈，確保密封墊圈的正確位置；
2）連線氧氣和乙炔氣路接頭，確保密封 ；
3）安裝水封 ，擰緊浮子單元 ；
4）安裝撞擊球架 ；
5）安裝霧化器 ；
6）安裝 燃燒頭 。
(5)調整燃燒頭的位置 ，確保靈敏度最高
1）每次清洗完燃燒頭 ；
2）每次清洗完霧化系統。
調整方法 ：在紙片上畫一條豎線，將豎線對準燃燒頭的狹縫，然後移動紙片到燃燒頭的左端和右端，調整燃燒頭及霧化系統 ，使光斑正好在紙片豎線中心。
霧化器的調節
（1）檢測燈能量 ，調節適當的條件。(燈能量在65～75之間)；
（2）掃描波長 ，(掃描出的波長值與實際波長值相差 土0．330允許范 圍，如超出此值需用鉛燈進行波長校正)；
（3）設定乙炔和氧氣的不同比率；
（4調整燃燒頭的高度，讓狹縫平行於光軸(以上步驟即為火焰最佳化步驟)
（5）調整霧化器 ：首先鬆開固定件 ，順時針旋轉調節旋鈕，轉到有氣體反吹（注 ：此項功能可吹出進樣管內異物），然後逆時針旋轉旋鈕（注 ：開始幅度可大點 ，但要逐漸減小幅度），觀察吸光度的數值並確定旋鈕最佳位置 ，然後固定 。注意 ：吸光度值達到最大時 ，其結果的重現性RSD不一定達到最好效果，需在測量中進行試驗。
（6）溶液配製及結果範圍 ：配製5．00PPM的 Cu標樣100ml ，測量時應至少得到0．500Abs的 吸光度。
