Cấu tạo máy quang phổ phát xạ Plasma ICP-OES (phần 2)
5 (100%) 1 vote

Trong bài viết trước Cấu tạo máy quang phổ phát xạ Plasma ICP-OES (phần 1) đã giới thiệu hệ thống ICP-OES, các bộ phận đèn plasma và hệ thống phát sóng vô tuyến RF. Trong bài viết này sẽ tiếp tục tìm hiểu cấu tạo, chức năng các bộ phận còn lại của hệ thống phân tích môi trường mạnh mẽ này. Mời bạn theo dõi bài viết dưới đây.

Cấu tạo máy quang phổ phát xạ Plasma ICP-OES (phần 2)

Cấu tạo máy quang phổ phát xạ Plasma ICP-OES (phần 2)

Xem thêm:

Cấu tạo thiết bị xử lý nước thải bằng tia UV

Thiết bị UV trong xử lý nước thải

Đặc điểm ứng dụng nổi bật của máy lọc bùn li tâm

Thiết kế hệ thống quang học đa sắc (polychromator)

Thông thường nhất, các thiết kế quang học dựa trên nền tảng echelle được áp dụng để tạo ra phổ phát xạ điển hình của ICP-OES. Chúng bao gồm một lưới echelle và lăng kính với nhiều gương tập trung.

Thay vì một bộ quang học đơn sắc chỉ có một bước sóng được quan sát tại một thời điểm, một hệ thống quang học đa sắc có thể được sử dụng để xác định đồng thời nhiều yếu tố trong một mẫu. Phát minh này đồng thời cải thiện tính ổn định của phân tích, giảm tiêu thụ mẫu và tổng thời gian phân tích đáng kể.

Thiết kế hệ thống quang học đa sắc (polychromator)

Thiết kế hệ thống quang học đa sắc (polychromator)Thiết

Khi ánh sáng từ plasma đi vào polychromator, toàn bộ ánh sáng sẽ được tập trung chọn lọc thông qua một khe. Một khi đã đi vào hệ thống, ánh sáng được tập trung vào lăng kính. Lăng kính phân tách ánh sáng theo bước sóng trong một chiều duy nhất và ở độ phân giải thấp. Một tấm lưới echelle làm tách ánh sáng ra khỏi lăng kính ở chiều thứ hai. Điều này tạo ra phổ hai chiều, độ phân giải cao, được gọi là echellogram. Sau khi đi qua các phần tử quang học này, một chiếc gương thu thập và tập trung quang phổ phân tán hoàn toàn vào máy dò.

Phổ ánh sáng trên một máy dò

Phổ ánh sáng trên một máy dò

Tìm hiểu thêm:

Các chú ý phân tích dữ liệu hệ thống AAS

Cấu tạo, phụ kiện máy quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS

Công nghệ hệ thống khối phổ – plasma cảm ứng

Máy dò

Trước đây cường độ ánh sáng được đo bằng công nghệ quang học (photomultiplier). Hiện nay, các thiết bị chuyển điện tích trạng thái rắn (solid-state charge transfer devices – CTD) là máy dò sử dụng cho ICP-OES và đã thay thế hoàn toàn các ống nhân quang của công nghệ quang học. Tùy thuộc vào cấu trúc của bộ dò và cách xử lý tín hiệu, hai loại CTD được sử dụng: thiết bị phun sạc (charge injection devices – CID) và thiết bị ghép sạc (charge coupled devices – CCD).

Thiết bị phun sạc CID

CID cho phép tích hợp riêng lẻ, truy vấn ngẫu nhiên và tích hợp từng pixel do các điện cực đọc được đặt ở mọi điểm ảnh. Quá trình này có thể được thực hiện mà không gây phá hủy mẫu cho phép tỷ lệ nhiễu tín hiệu tối ưu ở mỗi lần tích hợp, ghi lại cả phát xạ ánh sáng mạnh và yếu. CID bao gồm một bề mặt nhạy sáng được chia thành vài nghìn pixel, mỗi pixel được xử lý riêng lẻ bằng các điện cực cột và hàng và cho phép thu thập và đọc tín hiệu kỹ lưỡng.

Thiết bị phun sạc CID

Thiết bị phun sạc CID

CID thường có phạm vi dò bước sóng từ 160 nm đến 900 nm. Khung hình ảnh đẩy đủ thu thập tất cả dữ liệu từ CID, bất kể các yếu tố phương thức được áp dụng. Các hình ảnh này sau đó được lưu trữ và có thể được sử dụng để phân tích xác định mẫu ô nhiễm. Tính năng này cho phép phân tích riêng lẻ các khung hình ảnh, điều này đặc biệt hữu ích cho việc bóc tách ma trận và xác định ô nhiễm để kết quả phân tích chính xác hơn.

Tin nổi bật:

Tổng hợp các thiết bị phân tích môi trường phổ biến nhất

Máy li tâm khử bùn trong xử lý nước thải là gì?

Đặc điểm vải lọc bụi trong hệ thống lọc bụi túi vải

Thiết bị ghép sạc (CCD)

Ngược lại, một bộ cảm biến tuần tự chuyển điện tích từ mỗi vị trí pixel sang bộ đệm và sau đó đến một thanh ghi đầu ra. Điểm ảnh có thể được xử lý theo hàng hoặc phân đoạn. Trong quá trình đọc bởi CCD, phân lượng trong pixel bị phá hủy.

Phần mềm

Không chỉ các thiết bị cần phải phù hợp để đo lường chính xác có tầm quan trọng lớn mà cách xử lý dữ liệu và điều khiển thiết bị cũng cần phải được đặc biệt chú tâm. Điều này được thực hiện trực bởi phần mềm riêng cho thiết bị ICP-OES. Phần mềm cho ICP-OES quản lý kiểm soát dụng cụ và phụ kiện, là công cụ để thu thập dữ liệu, đánh giá và xử lý dữ liệu sau phân tích.

Phần mềm ICP-OES thường bao gồm một loạt các tính năng:

Đầu tiên, phần mềm công cụ hệ phải được bắt đầu để kiểm tra các thông tin khác nhau như kiểm tra hiệu suất, tình trạng thiết bị và các thuộc tính được áp dụng.

Sau đó, để có kết quả chính xác, một kỹ thuật chỉnh sửa nền phải được áp dụng. Đây có thể coi là việc hiệu chỉnh nền đồng bộ.

Kiểm soát độ lệch là rất quan trọng khi nói đến ma trận của các mẫu phức tạp và có sự khác nhau. Việc hiệu chỉnh độ lệch thường được thực hiện bằng cách tham chiếu mọi chất phân tích đến một phần tử chuẩn bên trong. Một khoảng trống, chứa ma trận của các mẫu là điểm tham chiếu. Bất cứ khi nào có nhiễu quang phổ xảy ra, đều cần phải tính toán và áp dụng hệ số hiệu chỉnh nhiễu cho tất cả các mẫu.

Kết quả của việc thử mẫu và chuẩn bị mẫu đều cần được loại bỏ khỏi kết quả chung cuối cùng. Các mẫu kiểm soát chất lượng được sử dụng để kiểm tra hiệu suất phương pháp và có thể được sử dụng một cách tự động để kiểm tra lại các mẫu.

Và cuối cùng, một phần mềm ICP-OES cần có khả năng tạo thông tin ra, báo cho người dùng hoặc tác vụ khác ví dụ như việc cung cấp kết quả cho một chương trình vận hành khác như hệ thống quản lý dữ liệu phòng máy tính LIMS.

Trên đây là tổng hợp cấu tạo và đặc điểm hệ thống quang học và máy dò trong hệ thống công nghệ phân tích ICP-OES. Cùng với thông tin tổng hợp được từ các bài viết trước đã thông tin đã đưa ra cấu tạo đầy đủ của một hệ thống ICP-OES. Mặc dù có thể có sự sai khác giữa hệ thống của các hãng sản xuất hoặc model tuy nhiên luôn đầy đủ các bộ phận này. Hệ thống này gần như tương tự với hệ thống ICP-MS và đều có khả năng phân tích đối với các loại chất có độ nhiễu nền lớn mà vẫn mang lại kết quả chính xác. Đây thực sự là một thiết bị hữu hiệu được sử dụng phân tích đối với các phòng thí nghiệm nói chung.

Tin khác:

Thiết bị sắc khí lỏng hiệu năng cao hoạt động thế nào?

Thiết bị sắc khí lỏng hiệu năng cao (HPLC) là gì?

Nguyên lý hoạt động hệ thống sắc ký khí – quang phổ khối

Mua bán piano Nhật