质保3年只换不修，厂家长沙实了个验仪器制造有限公司

一、概述

赛默飞 Evolution 系列分光光度计 是一种高精度的紫外–可见光分析仪器，其性能稳定性和数据准确性高度依赖于光路系统的状态。
在长期使用过程中，光路中任一光学元件（如光源、反射镜、光栅、比色皿或检测器）发生偏移、污染或损伤，都会导致测量结果误差、吸光度波动或基线漂移。

“光路检查”（Optical Path Inspection）即对仪器内部的光学传输路径进行全面验证，确保光线从光源到检测器的传播方向正确、能量稳定、对准精确。
通过系统化检查，可预防因光学异常造成的信号偏差、光强衰减或波长误差。

二、光路系统结构与原理

2.1 光路总体结构

Evolution 分光光度计的光路系统一般包括以下部分：

1. 光源系统 —— 产生宽谱连续光；

2. 准直系统 —— 通过透镜或反射镜使光线平行；

3. 单色器（分光系统） —— 由狭缝和光栅组成，将复合光分离成单色光；

4. 样品室 —— 光线穿过比色皿及样品溶液；

5. 检测系统 —— 接收透射光并转换为电信号；

6. 信号处理系统 —— 将信号转化为吸光度或透射率。

整个光路以 直线型或双光束光路结构 为主，设计上追求光能利用率高、杂散光低及光谱稳定。

2.2 光源系统

Evolution 系列采用 氘灯（D₂ Lamp）+钨卤灯（W Lamp）组合光源：

• 氘灯：覆盖 190–360 nm，用于紫外区；

• 钨灯：覆盖 320–1100 nm，用于可见及近红外区。

仪器会在 360 nm 左右自动切换光源。光源光线经聚光镜汇聚后进入光阑系统。
若光源强度衰减或灯丝偏移，会导致输出光束偏离中心，这是光路异常的常见原因。

2.3 单色器与光栅系统

单色器负责将复合光分解为单一波长光。其核心部件为 全息衍射光栅，刻线密度一般为 1200–1800 条/mm。
光栅通过步进电机精密控制旋转角度，实现不同波长的输出。

光栅角度与波长的关系为：

d(sin⁡i+sin⁡θ)=nλd(\sin i + \sin \theta) = n\lambdad(sini+sinθ)=nλ

若光栅位置偏移或反射镜污染，会造成波长误差或信号下降。
因此，光路检查时需重点观察光栅转动是否平稳、反射面是否清洁。

2.4 样品室与比色皿区

单色光经出射狭缝后穿过比色皿中的溶液。
此处要求：

• 光线垂直穿过比色皿光程方向；

• 样品与参比通道光程一致；

• 比色皿表面清洁、无气泡或指纹。

Evolution 双光束结构中，光束被分为两路：

• 一路通过样品比色皿；

• 一路通过参比比色皿。
  检测系统同时比较两路信号，消除光源波动误差。

2.5 检测器系统

光电检测器将光信号转化为电信号。Evolution 根据型号不同使用：

• 硅光二极管阵列（Si Photodiode Array）；

• 光电倍增管（PMT）。

检测器灵敏度直接决定光强响应线性。
光路偏移或杂散光过强会导致检测信号异常，表现为基线不稳、噪声增加或负吸光度现象。

三、光路检查的重要性

1. 保证波长准确度：
   光栅或反射镜偏移将导致波长漂移，影响定量结果。

2. 提高光度稳定性：
   光源强度或光路对准误差会造成吸光度值波动。

3. 降低杂散光干扰：
   光路污染和反射面损伤易产生杂散光，破坏线性关系。

4. 延长仪器寿命：
   定期检查可及时发现老化部件，避免严重故障。

5. 提升数据一致性：
   光路调整后可保持多次测定结果的重现性。

四、光路检查的基本流程

4.1 准备工作

• 关闭仪器电源并断开电源线；

• 打开样品舱和光路检修盖；

• 准备无尘镜头纸、酒精、棉签、螺丝刀、标尺等工具；

• 在弱光环境下检查以便观察光斑位置。

4.2 光源发光情况

1. 启动仪器后观察氘灯与钨灯是否正常点亮；

2. 若光源闪烁或亮度明显不均，应更换灯泡；

3. 使用光强测试功能（Energy Test）记录光强输出；

4. 检查灯丝是否居中，光斑应对准入射狭缝中心。

若光斑偏移超过 0.5 mm，应通过灯座微调螺钉进行校正。

4.3 光栅与反射镜检查

1. 手动旋转光栅至中间波长位置（如 500 nm）；

2. 观察反射面是否有灰尘、氧化斑或刮痕；

3. 若有污迹，可用镜头纸轻擦，不可使用硬质布；

4. 检查光栅驱动是否顺畅，无异响与卡滞；

5. 使用波长校准程序验证光栅定位是否正确。

反射镜角度微偏会导致光束无法准确聚焦至出射狭缝，从而造成光强衰减。

4.4 样品室光路检查

1. 拆下比色皿架，打开样品舱盖；

2. 启动“Alignment Mode”功能，输出连续光；

3. 观察光斑是否位于比色皿中心；

4. 若偏离，应调整反射镜角度或比色皿支架位置；

5. 检查是否有灰尘、液滴或油迹影响透光；

6. 清洁后重新装配并固定。

光束应在比色皿中部形成清晰亮斑，且左右两路光强对称。

4.5 检测器光响应检查

1. 在空白条件下读取光强信号（I₀）；

2. 插入样品比色皿读取透射光强（I）；

3. 检查检测器输出是否稳定，波动不应超过 ±0.002 A；

4. 若信号不稳，检查连接线、放大器或光电探测面清洁度。

可利用内置“Detector Test”功能进行响应测试。若检测信号明显偏低，应检查光路遮挡或反射面污染。

五、光路异常的表现与诊断

六、杂散光检查

6.1 杂散光定义

杂散光是指与设定波长不同的光进入检测器，会降低测定的选择性与线性范围。

6.2 检查方法

1. 设定波长 220 nm；

2. 使用 NaI 溶液或 KCl 溶液作为样品；

3. 若吸光度 < 2.0 A，则说明杂散光偏高；

4. 检查光阑、反射镜或光栅的防反射涂层。

6.3 控制措施

• 保持光学部件清洁；

• 定期更换老化光源；

• 使用合适的带宽与狭缝宽度；

• 关闭样品舱盖以避免外光干扰。

七、光路对准与调整

当光强不均或光斑偏移时，可通过以下方法进行微调：

1. 光源调整：松开灯座固定螺钉，轻微移动光源位置，使光束对准入射狭缝中心。

2. 反射镜微调：通过调整螺丝角度改变反射方向，确保光线垂直投射至光栅。

3. 狭缝位置：保持入射狭缝与出射狭缝在同一水平轴上。

4. 比色皿架高度：确保光线穿过液面中心。

5. 检测器定位：检测光束焦点应准确落在光电探测面上。

光路调整需在弱光环境下进行，避免高强度照射损伤眼睛。

八、光路检查的周期与记录

每次光路检查应填写维护记录，包括日期、操作人、发现问题及处理结果，以便后续追踪。

九、光路检查的安全规范

1. 操作时避免直视光源，特别是紫外光；

2. 维修或清洁前必须断电；

3. 使用无尘工具清洁，防止刮伤光学面；

4. 禁止使用有机溶剂擦拭光栅或滤光片；

5. 清洁完成后确保光学盖板密封，防止灰尘进入。

十、光路系统维护技巧

1. 环境控制：保持仪器放置区域干燥、防震、无油烟与强光；

2. 防尘措施：不使用时盖上防尘罩；

3. 光源管理：累计使用时间超过 1000 小时建议更换；

4. 光学件保养：每次维护后用氮气轻吹，防止指纹残留；

5. 软件校准同步：光路调整后应重新执行波长与光度校准程序。

十一、光路检查与性能验证结合

在光路检查完成后，建议进行以下性能验证：

• 波长准确度测试：使用氧化钬滤片，检查峰位偏差是否 ≤ ±0.3 nm；

• 光度线性测试：使用 K₂Cr₂O₇ 标准溶液，验证吸光度线性范围；

• 噪声与漂移测试：空白扫描基线，应平稳无明显波动。

这些验证可作为光路调整效果的量化依据。

十二、常见故障案例分析

案例 1：光强下降 40%

原因：光源灯丝偏移导致部分光被遮挡。
处理：重新调整光源位置，对准入射狭缝。

案例 2：扫描曲线出现波峰畸变

原因：反射镜污染或光栅刻线沾污。
处理：使用无尘纸轻擦镜面并执行波长校准。

案例 3：双光束信号不平衡

原因：参比光路反射镜反射率降低。
处理：更换老化反射镜，重新校准通道光强。

十三、光路检查与实验质量的关系

良好的光路状态能带来：

• 稳定的吸光度与透射率读数；

• 线性良好的定量曲线；

• 准确的特征吸收峰定位；

• 低杂散光与高信噪比。

反之，光路异常将直接影响数据重复性与实验可靠性。

十四、检查后的仪器校正

完成光路检查后，应执行以下操作以恢复仪器状态：

1. 波长校准 —— 确认光栅定位精度；

2. 光度校准 —— 确保吸光度准确；

3. 能量平衡校正 —— 调整双光束通道；

4. 基线平滑化 —— 校正零点与漂移。