舞氘弄燈&氘光見峰之
你是我的眼—氘燈:成就實(shí)驗(yàn)之美
小小一只氘燈,,看似平凡無奇,冥冥之中卻決定著實(shí)驗(yàn)的終質(zhì)量,,成就您我的實(shí)驗(yàn)美好,。給自己一點(diǎn)細(xì)心與耐心,,你我一同走進(jìn)這擁有神奇智慧與魔力的小小的氘燈,品賞一下它充滿絢麗輝煌光彩熠熠的無窮魅力與輝煌燦爛的一生,。
Steiner于1927年研制成功氫燈,,作為分析儀器紫外連續(xù)光源;
Munch 于1935 年探究了金屬氧化物涂覆的熱陰極(燈絲),,并研究了熱陰極和陽極之間用金屬板隔離的燈結(jié)構(gòu),,這些結(jié)構(gòu)已經(jīng)與現(xiàn)在氘燈的結(jié)構(gòu)相同。
Levikov于1961年采用氘氣體代替氫氣充入燈中,,自此氘燈誕生,。之后一批前赴后繼的科學(xué)家與工程師執(zhí)著于氘燈的改進(jìn)和發(fā)展技術(shù)研究,使得氘燈的使用壽命和穩(wěn)定性能得以延長,,繼而在各種分析儀器例如HPLC,、紫外-可見分光光度計(jì)和原子吸收光譜儀中得到了廣泛的應(yīng)用[1]。
一,、氘燈工作原理:
氘燈是在氫燈的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的, 與氫燈相比, 它有輻射強(qiáng)度高,、穩(wěn)定性好、壽命長等優(yōu)點(diǎn),。如圖1所示它有陰極,、陽極和屏蔽罩組成。為了避免陰極電弧光斑干擾,,在陰極旁設(shè)置了一片擋光片,,光柵設(shè)計(jì)成半球形碗狀使得光束輸出更加集中,提高其輻射強(qiáng)度,。光窗設(shè)計(jì)成矩形有利于增大其輻射角,,燈的外殼采用透過紫外光*的石英材料,管內(nèi)充有一定壓力的高純氘氣,。
圖1氘燈的硬件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)
氘燈是一種靠等離子體,(失去電子的原子與被電離后的原子團(tuán)產(chǎn)生的正負(fù)離子組成的離子化氣體狀物質(zhì),,從宏觀上看,整體上呈現(xiàn)電中性的電離氣體)放電發(fā)光光源,。如圖2所示,,氘燈工作時(shí), 即燈絲通電加熱后,發(fā)射出自由電子,陽極加上電壓,,燈絲陰極發(fā)射的熱電子在電場(chǎng)加速下向陽極運(yùn)動(dòng)與氘氣分子實(shí)現(xiàn)非彈性碰撞繼而使氘氣分子激發(fā),,當(dāng)氘分子分解成氧原子時(shí)多余的能量輻射光子,由于電子能量的隨機(jī)性所以該輻射為一定波段的連續(xù)光譜,,具體而言主要在 170-400nm區(qū)域,,如圖3所示為氘燈的光譜分布,其中486.0nm、583.0,、656.1nm為氘燈的三條特征譜線如圖4,。
圖2氘燈的紫外發(fā)光原理
圖3氘燈的光譜分布[1]
圖4氘燈的特征譜線圖[1]
二、氘燈的分類:
按插腳可大致分為兩種:一種是有三只插腳(又稱插座式)的氘燈,,另一種是帶有三根插腳引線的氘燈,。帶有三只插腳的氘燈,一般都注有陰極和陽極標(biāo)志,,以便于用戶使用時(shí)辨認(rèn),。目前國外生產(chǎn)的氘燈,基本上都是屬于帶有三只插腳形式的氘燈,。三根插腳引線的氘燈中,,有兩根插腳引線為陰極(一般為黑色或藍(lán)色),一根插腳引線為陽極(一般為紅色),。我國生產(chǎn)的氘燈中,大多數(shù)為帶有三根插腳引線模式的氘燈,。插座式氘燈的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)光點(diǎn)的高度固定不變(但不可能不變,,一般誤差在0.1~0.2mm),調(diào)換新氘燈時(shí)不需要調(diào)節(jié)氘燈發(fā)光孔的高度,。而帶有三根插腳引線的氘燈,,則更換新氘燈時(shí),一定要調(diào)節(jié)發(fā)光孔中的發(fā)光點(diǎn)的高度,,對(duì)使用者來講,,不是很便捷。
如圖5所示分別為國外氘燈與國內(nèi)氘燈對(duì)比
三,、氘燈主要技術(shù)指標(biāo)[2]:
技術(shù)指標(biāo) | 國外 | 國內(nèi) |
預(yù)熱電壓與電流 | 交流供電: 2.5V,4A;10V,0.8A 直流供電:12±1V,0.8A | 交流供電: 2.5V,4A;10V,0.8A 直流供電:12±1V,0.8A |
觸發(fā)電壓/起輝電壓 | 300-600V | 200-400V |
工作電壓/管壓降 | 75±15V | 75±15V |
工作電流 | 180-350mA | 180-350mA |
噪聲 | 光通量±0 .4或相對(duì)輻射強(qiáng)度±0.4%(220nm) | 光通量±0 .4或相對(duì)輻射強(qiáng)度±0.4%(220nm) |
漂移 | ≤0.5%(220nm) | ≤0.5%(220nm) |
壽命 | ≥2000h | 1000h-2000h |
壽命判定標(biāo)準(zhǔn) | 把新氘燈測(cè)試數(shù)據(jù)作為100,被測(cè)試氘燈的能量不足新燈的50%,,則認(rèn)為被測(cè)氘燈壽命到期 |
四、氘燈國內(nèi)外主要生產(chǎn)廠家:
Note:有幾個(gè)品牌和公司沒有查到對(duì)應(yīng)的氘燈產(chǎn)品型號(hào),,沒有進(jìn)行確認(rèn),。
五、氘燈的應(yīng)用場(chǎng)景與更換標(biāo)準(zhǔn)
氘燈應(yīng)用場(chǎng)景 | 用途 | 氘燈壽命到期判斷 |
液相色譜(HPLC-UV) | UV/DAD燈[3] | 一直點(diǎn)燈失敗 |
毛細(xì)管電泳(HPLC-UV) | UV/DAD燈 | 光窗附近嚴(yán)重發(fā)黑 |
原子吸收光譜儀(AAS) | 光源 | 點(diǎn)燃數(shù)小時(shí)后能量<50% |
紫外可見分光光度計(jì)(UV-Vis) | UV燈 | 管壓降>90V(75±15V) |
環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備 | 光源 | 管壓降<60V(75±15V) |
薄層色譜 | 光源 | 漂移波動(dòng)嚴(yán)重 |
薄膜厚度測(cè)量 | 光源 | 累計(jì)使用小時(shí)≥規(guī)定壽命 |
半導(dǎo)體檢驗(yàn) | 光源 | 出現(xiàn)非線形現(xiàn)象 |
顯像密度計(jì) | 光源 | 正常進(jìn)樣峰很小 |
色度計(jì) | 光源 | 系統(tǒng)氘燈能量自檢不通過 |
煙氣分析儀 | 光源 | N/A |
Note:
1,、不用手直接接觸氘燈,,避免手上的油脂污染;
2,、不要頻繁開關(guān)氘燈,,氘燈的開關(guān)次數(shù)與其正常使用時(shí)間成反比;
3,、待燈冷卻之后才能再次開啟,,氘燈如果在未冷卻狀態(tài)時(shí)被打開,很可能造成燈絲整體結(jié)構(gòu)的破壞;
4,、避免檢測(cè)器受到物理沖撞,,燈亮?xí)r受到撞擊,很可能將燈絲弄壞甚至弄斷,;(因?yàn)楫?dāng)氘燈點(diǎn)亮?xí)r其溫度有2700K度,,此時(shí)燈絲幾乎是液態(tài)的。)
六,、氘燈的選擇
因不同廠家設(shè)計(jì)生產(chǎn)氘燈的規(guī)格不同,,經(jīng)常會(huì)遇到替換氘燈與原裝氘燈外觀不一致的情況;在采購氘燈時(shí),,務(wù)必在合同上標(biāo)明氘燈匹配的儀器品牌和型號(hào),。
另外的氘燈的選擇上,也要根據(jù)不同的使用情況以及慎重斟酌做出購買決定,。
1,、如果是GMP實(shí)驗(yàn)室,對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性,、完整性以及儀器性能要求很高的實(shí)驗(yàn)室,,請(qǐng)盡量選擇原廠家原型號(hào)對(duì)應(yīng)的氘燈,以免由于錯(cuò)誤選擇氘燈,,引起不必要的麻煩,。
2、如果是針對(duì)研發(fā)以及non-GMP實(shí)驗(yàn)室可以適當(dāng)考慮采用性價(jià)比更高的國產(chǎn)代替*的氘燈,,因?yàn)閲a(chǎn)與進(jìn)口氘燈的性能和水平已經(jīng)越來越接近,;
3、如果是針是對(duì)價(jià)格與成本非常關(guān)注的企業(yè)或?qū)嶒?yàn)室,,可以更多的考慮采用性價(jià)比更高的國產(chǎn)代替*的氘燈,,這樣既可以滿足實(shí)驗(yàn)的性能,也可以節(jié)省一大筆實(shí)驗(yàn)室費(fèi)用,;
4,、對(duì)于本身就是國產(chǎn)的儀器例如伍豐液相、依利特液相,、通微液相等國產(chǎn)品牌,,可以直接選購原廠家或者國產(chǎn)替代都是一種非常不錯(cuò)的選擇。
5,、對(duì)于直接從原廠家直接購買還是從代理商手中購買更加合適,。這個(gè)可以根據(jù)不同情況進(jìn)行區(qū)分。首先假如你是擁有數(shù)百臺(tái)安捷倫或者島津或者沃特世或者賽默飛的大客戶制藥廠或外包企業(yè),,具備與儀器廠家談判話語權(quán)與溝通的實(shí)力,,當(dāng)然肯定可以拿到一個(gè)批量的采購折扣或優(yōu)惠的價(jià)格,,這就叫做客大欺店。
另外一種情況,,就是你就像股市當(dāng)中的散戶,,小企業(yè)小實(shí)驗(yàn)室,這樣你的存在與價(jià)值貢獻(xiàn),,對(duì)于巨型外資儀器制造廠商而言,,可有可無,所以給你的價(jià)格或折扣可想而知,,肯定沒有優(yōu)勢(shì),。對(duì)您而言,的選擇是代理商購買或者也可以選擇國產(chǎn)替代進(jìn)口,。,,這樣一方面代理商有著強(qiáng)烈的合作意愿與開拓意識(shí),多數(shù)會(huì)給出比較優(yōu)惠的價(jià)格,,以求與您建立長久穩(wěn)固的合作地位,。
七、編者寄語:多維競(jìng)爭(zhēng),,有為擔(dān)當(dāng),,中國智造,未來
總之一句話,,有錢任性,沒錢,,那咱們就量力而行,。反正吃十塊錢的稻花香大米與吃兩塊錢的本地大米,都可以填飽肚子,。亦或者去吃十幾塊錢的路邊攤,,或者去吃五的幾百塊的自助餐,都可以解決填飽肚子的需求,。有句話叫存在必有其合理性,,也有其客觀性,我們既不能一味的崇洋媚外,,也不能一直對(duì)國產(chǎn)嗤之以鼻,。因?yàn)橐粋€(gè)產(chǎn)品的如果想變好,除了制造工藝和制造水平的提升之外,,更加需要的是量產(chǎn)與問題爆發(fā),,這樣才會(huì)迎來產(chǎn)品質(zhì)的飛躍,國產(chǎn)才有機(jī)會(huì)去PK進(jìn)口,,去跟進(jìn)口品牌站在同一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)層面,。
倘若你不用,我不用,你嫌棄,,我嫌棄,,終將走向的將是進(jìn)口的持續(xù)壟斷與零競(jìng)爭(zhēng)。后的惡果將是進(jìn)口配件耗材或儀器的價(jià)格每年持續(xù)上漲,,你的成本不斷的提高,。就像小米、VIVO,、APPO,、HUAWEI的存在與創(chuàng)新,迫使蘋果,、三星,、諾基亞等曾經(jīng)的世界一線手機(jī)品牌在國內(nèi)價(jià)格降到我們普通人可以購買的水平。這樣消費(fèi)者有了更多的可以消費(fèi)得起的手機(jī)選擇,,同時(shí)也給了國內(nèi)手機(jī)品牌生存與創(chuàng)新的機(jī)會(huì),,獲得可以躋身世界*的可能,著中國智造走出,,走向世界,。請(qǐng)大家本著客觀的態(tài)度去理解與解讀國產(chǎn)儀器制造企業(yè)與品牌,倘若不能以鼓勵(lì)與認(rèn)可的態(tài)度,,也請(qǐng)不要用埋怨與抱怨的心態(tài)來評(píng)價(jià)和定義他們,,我個(gè)人覺得國產(chǎn)儀器的確是步履維艱,進(jìn)退兩難,,外有強(qiáng)大的幾大*儀器制造企業(yè)的多維絞殺與圍追堵截,,內(nèi)有萬千對(duì)國產(chǎn)抱有質(zhì)疑與排斥者。請(qǐng)記住唇亡齒寒,,倘若國產(chǎn)全線放棄,,那對(duì)他們而言,多就是關(guān)門歇業(yè)不*而已,。對(duì)您而言,,終也將選我可選,挑無可挑,,只能買高價(jià)的儀器與耗材,,只能用不菲的設(shè)備與配件。所以,,我堅(jiān)信存在即合理,,也選擇祝福與鼓勵(lì),也堅(jiān)信多維的競(jìng)爭(zhēng),,將會(huì)帶來品質(zhì)的提升與價(jià)格的低走,。
在眾多民營光源配件的技術(shù)企業(yè)當(dāng)中,,沈陽鎂匯科技是一家深耕光源配件資深技術(shù)企業(yè),致力于分析測(cè)試儀器光源等核心部件,,包括氘燈,、氙燈、元素?zé)簟?/span>PID燈等,,是國內(nèi)頗具影響力的分析測(cè)試儀器光源部件生產(chǎn)制造企業(yè),。另外國內(nèi)還有很多其他的氘燈生產(chǎn)制造企業(yè),在此不再逐一枚舉,。
同樣我們更應(yīng)該正視國產(chǎn)與進(jìn)口在領(lǐng)域還存在很大差距,,還不是一個(gè)量級(jí),這其中既有外商投入巨資潛心鉆研的科技成果,,有意或無意建立的技術(shù)壁壘,,也有國內(nèi)產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平的局限,更有國產(chǎn)企業(yè)自身的困境與迷茫,。
希望國內(nèi)企業(yè)可以更多的涌現(xiàn)出一個(gè)個(gè)像華為一樣的有理想有信仰的有為企業(yè),,既能悶聲發(fā)大財(cái),也敢于挑戰(zhàn)與打破科學(xué)技術(shù)壁壘,,開拓自己的一番天地,。海闊憑魚躍,天高任鳥飛,。祝國產(chǎn)民族企業(yè)再接再厲,,愈挫愈勇,可以早些實(shí)現(xiàn)自己的宏偉愿景,,在自己擅長的領(lǐng)域,,創(chuàng)造屬于自己的神話與傳奇。
參考文獻(xiàn):
1.楊嘯濤,,長壽命氘燈特性及其應(yīng)用,中國無機(jī)化學(xué),,2011,,3,第1卷第1期,。
2.李昌厚,,氘燈質(zhì)量評(píng)價(jià)方法探討,分析儀器,,2009,,第4 期。
3. 楊三東,,二極管陣列檢測(cè)器波長校準(zhǔn)方法研究及評(píng)價(jià),,中國測(cè)試,,2018,7,,第44卷,,第7期。
文章來源:實(shí)驗(yàn)室儀器與分析 公眾號(hào)
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