液芯光纤分光光度系统的实验研究

　　一、引言

　　分光光度计是元素分析、检测部门的必备仪器，比色皿长Icm左右，灵敏度为PPm级。根据郎伯一比尔定律增大吸收长度吸光度和灵敏度将随之等倍提高。1984年日本东京大学的魏磊等成功的首创了液芯光纤分光光度法。他们用lm长的液芯光纤代替比色皿分析了Hg、I、P等元素，灵敏度提高了100~300倍。当液芯光纤长50m时，灵敏度达0.oZpPt。由于这种光纤的管壁材料是石英或玻璃，充当芯子的液体只能是折射率大于1.46的溶剂。限制了溶剂的使用和分析方法。而且，以氛灯作光源，光电倍增管作接收器，系统庞大、昂贵。尤其是液芯光纤藕和部分很难操作。为了实用化必须使分析体系多元化，系统小型化，低成本化，操作简便。为此，我们研究发现了新型空芯光纤，对袱体折射率的限制降低到1.346。成功研制出了拆卸简便的液芯光纤藕和器及以卤钨灯为光源，PIN管为光电转换器的液芯光纤分光光度系统。

　　二、系统结构和分析方法

　　l.系统结构

　　液芯光纤分光光度系统见图1。光源是40w/30V或250w/24V的卤钨灯。白光经单色器分光后由透镜祸合进入Y型光纤。用Y型光纤实现双光路，消除光源波动。一路是参考光路，光纤芯径40鲍m，另一路是测量光路，光纤芯径600拜m，实芯光纤和液芯光纤经过三通祸合。光沿液芯光纤传输至PIN管，被转换为电信号放大显示。

　　三通的三个口均有螺纹，螺帽中间开有直径1.6mm的孔，恰于空芯光纤外径相匹配。空芯光纤从小孔插入，螺帽拧紧后密封，耐压40Psi.同样实芯光纤从三通另一端插入并深入到空芯光纤中。如图2。输液管与三通的中间入口相连，泵将液体经输液管泵入空芯光纤构成液芯光纤。该祸合系统的损耗是11.5dB。装卸简便，只需拧紧或放松螺帽，易于液芯光纤的清洗。满足实用化的要求。

　　2.分析方法

　　在平行光束的近似条件下，郎伯一比尔定律指出，吸光度与被测元素的浓度和吸收长度成正比

　　液芯光纤系统是依靠全反射，已不满足上述近似条件，但我们已从理论和实践上证明在低浓度下，对液芯光纤分光光度系统(1)式仍然成立。因此，液芯光纤分光光度法仍可使用目前常规分光光度法所使用的标准曲线法进行定量分析。

　　三、实验结果

　　液芯光纤长1.1m输入待测液体约1一3min，光强显示稳定，关闭泵，采样处理，显示。

　　液芯光纤透射光强与液体折射率的关系见图3。液芯光纤最低导光液体折射率是1. 3.16。因此，乙醇，特殊处理的水溶液均能作液芯，充当载体，实现了分析体系的多元化和无毒化。