光谱仪器，作为实验室中的常客，对于各行业而言都不可或缺。对于化工专业人士来说，掌握其基础知识显得尤为重要。本文将为您概述13种光谱仪，并深入剖析它们的原理结构图、组成部分以及应用领域。让我们一起探索这神奇的光谱世界……

一、光谱仪的简易分类及工作原理

1.可见分光光度计与紫外分光度计（UV）
这两种光谱仪在化学分析中扮演着至关重要的角色。可见分光光度计主要用于测量物质在可见光范围内的吸收，而紫外分光度计则专注于紫外光区域的测量。它们的工作原理基于朗伯-比尔定律，通过测量透射光或反射光的强度，来推断出样品中特定成分的浓度。这两种仪器在药物分析、环境监测以及食品检测等领域有着广泛的应用。

原理结构图：

2. 可见分光光度计与紫外分光度计

的原理结构图展示了这两种光谱仪的关键组件和它们的工作流程。通过观察这些图表，我们可以更深入地了解这两种仪器如何利用朗伯-比尔定律来测量样品中特定成分的浓度。

即通过观察不同物质在吸收紫外光时的能量差异，我们可以利用吸收光谱上的特定波长处的吸光度来辨别或测定物质的含量。同时，朗伯-比尔定律（Lambert-Beer Law）是光吸收领域的基础定律，为光谱仪的工作提供了理论依据。

分光光度计主要由辐射源（光源）、色散系统、检测系统、吸收池、数据处理机、自动记录器及显示器等部件组成。这些仪器在多个领域都有广泛的应用，包括研究物质的成分、结构以及物质间的相互作用。同时，它们也在食品、环境监测以及医药等行业发挥着定性定量检测的重要作用。

市面上，美谱达、上海元析、岛津、珀金埃尔默、上分、赛默飞、棱光技术以及舜宇恒平等品牌都提供了分光光度计产品，以满足不同用户的需求。

3. 荧光分光光度计（FLUORO）

荧光分光光度计是一种专门用于检测荧光物质的光谱仪器。它通过激发荧光物质并测量其发射的荧光强度和波长，从而提供关于物质结构和性质的信息。这种仪器在生物学、化学以及环境监测等领域有着广泛的应用，为科研人员提供了强大的分析工具。
原理结构图展示：

由高压汞灯或氙灯发出的紫外光和蓝紫光，经过滤光片的选择，照射至样品池中。在样品池内，这些光线激发了荧光物质，使其发出荧光。这些荧光经过滤过和反射后，被光电倍增管捕捉并转化为图或数字的形式进行显示。

荧光分光光度计的主要构成部分包括：提供光源的高压汞灯或氙灯、用于选择单色光的激发单色器和发射单色器、用于放置样品的样品室，以及用于检测和测量的光电倍增管。

该仪器广泛应用于多个领域，如生物化学、生物医学、环境化工等，用于分析经光源激发后产生荧光的物质，或经过化学处理后产生荧光的物质成分。

市场上，有多种品牌的荧光分光光度计可供选择，如赛默飞、上海棱光、天津港东、天津拓普和上海三科等。同时，这些品牌也提供了多种型号的仪器，以满足不同的实验需求，如F96系列、F97系列；F-380型、F-320型、F-280型；WFY-28型；以及970CRT型等。

4. 原子吸收光谱仪（AAS）

原子吸收光谱仪是一种用于元素分析的仪器，其工作原理基于原子对特定光谱的吸收。它广泛应用于地质、冶金、化工、农业、食品及环保等领域，为科研和生产提供了有力的分析手段。原子吸收光谱仪的型号多样，如WFX-110型、WFX-120型等，以满足不同的实验需求。

原理结构图展示：

仪器工作原理：原子吸收光谱仪通过光源辐射出具有特定元素特征谱线的光线。当这些光线经过试样蒸气时，其中的待测元素基态原子会吸收相应的特征谱线光。通过测量特征谱线光的减弱程度，可以确定试样中待测元素的含量。

仪器组成：原子吸收光谱仪主要包括光源、原子化器、分光系统和检测系统等关键部件。

应用领域：原子吸收光谱仪因其灵敏度高、准确性好、操作简便等优点，在多个领域得到广泛应用，如冶金、地质、采矿、石油、轻工、农业、医药、卫生、食品及环境监测等，用于常量及微痕量元素的分析。

知名品牌：市场上知名的原子吸收光谱仪品牌包括珀金埃尔默、岛津和东西分析等。

5. 原子荧光光谱仪（AFS）

仪器工作原理：原子荧光光谱仪利用原子荧光效应进行元素分析。当特定元素在原子化器中被激发至高能态后，会返回到低能态并发出特征荧光。通过测量这些特征荧光的强度，可以确定试样中相应元素的含量。

仪器组成：原子荧光光谱仪主要包括光源、原子化器、分光系统和检测系统等部分。

应用领域：原子荧光光谱仪在多个领域发挥着重要作用，如环境监测、食品分析、地质勘探等，能够进行微痕量元素的精确测定。

知名品牌：市场上知名的原子荧光光谱仪品牌包括北京瑞利分析仪器公司、美国PerkinElmer公司等。

原理结构图：

原子荧光光谱法（AFS）融合了原子发射光谱（AES）与原子吸收光谱（AAS）的精髓，形成了一种独特的光谱分析技术。其核心原理在于，基态原子在吸收特定频率的辐射后，能够跃迁至高能态，并在随后的激发过程中以光辐射形式发射出独特波长的荧光。

原子荧光光谱仪的构成涵盖了蒸气发生系统、原子化系统、光学系统、气路系统以及电路系统等多个关键组件。正是这些系统的协同作用，使得原子荧光光谱法在微量元素的测定上表现出色，如砷、锑、铋、汞、硒、碲、锗等元素的测定。

原子荧光光谱分析法凭借其高灵敏度、宽线性范围以及多元素同时测定的能力，在冶金、地质、石油、农业、生物医学、地球化学、材料科学、环境科学等诸多领域都得到了广泛的应用。

6. 红外光谱仪（IR）

采用FTIR-680傅里叶变换型红外光谱仪，为你的分析提供高效、精准的支持。

原理结构图展示：

利用物质对红外辐射的吸收特性，我们可以进行分子结构和化学组成的分析。红外光谱仪主要由光源、单色器、探测器和计算机处理信息系统等部分组成。通过红外光谱的测定，科学家们能够判断未知样品中存在的有机官能团，从而为确定未知物的化学结构提供关键信息。这种技术广泛应用于多个领域，包括染织工业、环境科学、生物学、材料科学等。市场上，赛默飞和铂金埃尔默等品牌提供的红外光谱仪备受推崇。

7. 近红外光谱仪（NIR）

近红外光谱仪（NIR）是一种利用近红外区域的电磁辐射进行物质分析的仪器。其工作原理基于物质对近红外光的吸收和散射特性，通过对这些特性的测量，科学家们可以获取关于样品分子结构和化学组成的重要信息。这种技术同样在多个领域得到了广泛应用，包括农业、食品工业、医药研究等。
原理结构图：

近红外光谱仪的原理结构图展示了其核心组件和工作流程。通过测量物质对近红外光的吸收和散射，科学家们能够深入剖析样品的分子结构和化学组成。这种仪器在农业、食品工业、医药研究等多个领域发挥着重要作用。
近红外光（Near Infrared，NIR）是一种位于可见光（VIS）和中红外光（MIR）之间的电磁波。根据ASTM的定义，其波长范围为7802526nm（128203959cm1），通常被划分为近红外短波（7801100nm）和近红外长波（11002526nm）两个区域。近红外光谱分析技术主要基于物料的近红外吸收光谱，广泛应用于定量分析。该技术无需样品的预处理，也不采用加内标的方法。其核心原理在于，若样品的组成相同，则其光谱也相同，反之亦然。通过建立光谱与待测参数之间的对应关系（即分析模型），一旦测得样品的光谱，便能迅速获得所需的质量参数数据。
此外，近红外光谱仪器还配备了化学计量学软件和各种校正模型，使得测量方式灵活多样，包括透射、漫反射等。该技术已在30余家炼厂、科研单位和高校得到成功应用，涵盖多个领域如葡萄酒成分分析、石油炼制、制药原料检测等。

8. X射线荧光光谱仪（XRF）

X射线荧光光谱仪（XRF）是一种利用X射线激发样品中的元素，从而产生特征荧光的技术。通过测量这些荧光的强度，可以确定样品中元素的种类和含量。该技术广泛应用于多个领域，如金属冶炼、环境监测、地质勘探等，具有快速、准确、非破坏性的特点。同时，XRF仪器也配备了智能化的分析软件，使得测量过程更加便捷高效。

原理结构图：

X射线荧光光谱仪的原理结构主要包括X射线源、样品室、探测器和数据分析系统。X射线源负责产生高能量的X射线，这些X射线能够穿透样品表面，激发样品中的元素。随后，被激发的元素会产生特征荧光，这些荧光被探测器接收并转换为电信号。最后，数据分析系统对电信号进行处理，得出样品中元素的种类和含量。通过这样的工作原理和结构，XRF仪器能够实现快速、准确、非破坏性的元素分析。

X射线管发射出一次X射线（入射X射线），这些射线穿透被测样品并激发其中的元素。每种被激发的元素都会释放出具有特定能量或波长的二次X射线。探测系统负责测量这些二次X射线的能量和数量。随后，仪器软件将探测到的数据转化为样品中元素的种类和含量信息。

X荧光光谱仪（XRF）主要由激发源（即X射线管）和探测系统组成。它具有出色的重现性、快速的测量速度以及高灵敏度，能够分析从F(9)到U(92)之间的所有元素。样品形态多样，可以是固体、粉末、熔融片或液体，适用于炼钢、有色金属、水泥、陶瓷、石油、玻璃等多个行业。市场上知名的品牌包括岛津和赛默飞。

9.光电直读光谱仪（OES）

光电直读光谱仪（OES）是一种能够直接读取光谱信息的分析仪器。它通过将光信号转换为电信号，实现对样品中元素种类和含量的快速、准确测量。该仪器具有测量范围广、灵敏度高、操作简便等特点，广泛应用于冶金、环保、石油化工等多个领域。市场上常见的品牌有美国热电、德国斯派克等。

原理结构图：

光电直读光谱仪的原理结构图展示了其核心组件和光线传输路径。通过该图，可以更清晰地了解仪器的工作原理和各部分功能。

光电直读光谱仪，亦被称为火花源原子发射光谱仪，其工作原理是利用火花的高温使样品中的元素直接从固态气化并受到激发，从而发射出各元素的独特波长。这些波长经过光栅分光后，形成按波长顺序排列的“光谱”。随后，这些光谱线通过出射狭缝，照射在光电倍增管的光阴极上，将光信号转换为电信号。经过仪器的控制测量系统对电信号进行积分、模/数转换后，由计算机进行处理，最终计算出各元素的百分比含量。

该仪器的主要组成部分包括光源、分光系统和检测器等。作为一种成熟的分析技术，光电直读光谱分析在多个领域得到广泛应用，如钢铁、有色金属、铸造及机械加工等。其优点包括样品处理简便、分析速度快、精度高以及可同时分析多种元素。几乎所有涉及金属及其合金加工利用的企业都采用光电直读光谱仪进行生产控制和质量控制。市场上知名的品牌有聚光科技、岛津和牛津仪器等。

10.激光拉曼光谱仪（RAMAN）

激光拉曼光谱仪，简称拉曼光谱仪，是一种基于激光技术的分析仪器。其工作原理是利用激光束激发样品分子，使其产生散射光。这些散射光中，一部分与激发光的频率相同，称为瑞利散射；另一部分则由于分子振动而发生频率位移，形成拉曼散射。通过测量这些拉曼散射光的强度和频率，可以获得样品分子的振动和转动信息，进而分析出样品的化学成分和结构。

拉曼光谱仪在多个领域都有广泛的应用，如化学、物理、生物医学等。其优点包括非侵入性、无损检测、对样品无特殊要求以及能提供丰富的化学信息。此外，激光拉曼光谱仪还具有灵敏度高、分辨率高和测量速度快等特点，使其成为一种重要的分析工具。市场上知名的品牌有赛默飞世尔、布鲁克和雷尼绍等。

原理结构图：

激光拉曼光谱仪的原理结构图展示了其核心组件和相互作用。图中，激光器发出激光束，经过透镜聚焦后照射到样品上，激发样品分子产生散射光。这些散射光经过滤光片、单色仪等进一步处理，最终被探测器接收并测量其强度和频率。通过分析这些数据，可以推导出样品的化学成分和结构信息。

利用可见激光（或紫外激光、近红外激光）来探测红外区域的分子振动和转动能量，是一种巧妙的间接探测手段。它通过将红外信息转换到可见光区域，并利用差频技术（即拉曼位移）来进行检测。该技术涉及到多种组件，包括He-Ne激光器（波长632.8nm）和Ar激光器（波长514.5nm、488.0nm），以及散射强度与波长的关系；此外，还有光栅单色器、光电倍增管和光子计数器等关键部件。这种仪器能对固态、液态、气态的有机或无机样品进行无损分析，广泛应用于岩石矿物组成、矿物固液气相包裹体、宝玉石、高聚物、无机非金属材料等的鉴定。知名品牌包括堀场(法国JY)、赛默飞、瑞士万通、必达泰克、布鲁克、WITec、雷尼绍和海洋光学等。

11. 等离子体发射光谱仪（ICP）

原理结构图：

利用等离子体激发光源（ICP）的技术，试样能够被蒸发汽化，并进一步离解或分解为原子状态。这些原子在光源中激发并发出独特的光谱。通过分光系统，这些光谱被分解并按波长顺序排列。随后，光电器件负责检测这些光谱，并根据测定的光谱波长对试样进行定性分析。同时，根据发射光的强度，可以进行定量分析。

ICP-AES系统主要由高频发生器、蠕动泵进样系统、光源、分光系统、检测器（CID）、冷却系统和数据处理等部分组成。其应用广泛，例如测试原油中的多种元素如Fe、Na、Mg等，测定汽油中的铁、锰、铅、硅等，以及润滑油中添加剂和磨损元素的测定。此外，它还可以用于甲醇中钠元素的精确测定。

市场上知名的品牌如珀金埃尔默、斯派克、岛津和耶拿都提供ICP-AES仪器，为用户提供高效、可靠的元素分析解决方案。

12. 火焰光度计

火焰光度计是一种基于火焰激发光源的仪器，用于测定样品中的元素含量。其原理是利用火焰的高温环境激发样品中的元素，使其发出特征光谱，通过检测这些光谱的强度和波长，可以实现对元素的定性、定量分析。火焰光度计广泛应用于环境监测、食品检测、水质分析等领域。

原理结构图：

通过观察原理结构图，我们可以更深入地了解火焰光度计的工作原理和内部结构。

通过雾化器将待测液转化为溶胶，并引入火焰中。在高温环境下，待测元素发生热离解，生成基态原子。这些原子在火焰中被激发，从而产生独特的光谱。光谱经过单色器分解为单色光，随后通过光电系统进行测量。由于火焰的湿度较低，因此能够激发的元素种类相对较少，产生的光谱也较为简单，减少了干扰因素。

13. 火焰光度计

主要由气体和火焰燃烧部分、光学部分以及光电转换器及检测记录部分组成。它特别适用于碱金属和碱土金属的测定，因为这些元素较易被激发。市场上知名的品牌有上分和仕富梅，它们提供了高品质的火焰光度计，满足各种应用需求。

14. 光栅光谱仪

作为一种科学仪器，其核心功能在于将成分复杂的光精确分解为光谱线。这一过程涉及光谱仪对光信息的捕捉、通过照相底片显影或电脑化自动显示数值仪器进行显示和分析，从而得出物品中所含元素的准确信息。其组成部分包括入射狭缝、准直元件（将狭缝发出的光线转换为平行光）、色散元件（通常采用光栅）以及聚焦元件和探测器阵列。光栅光谱仪在多个领域中发挥着重要作用，如颜色测量、化学成分浓度测量、辐射度学分析、膜厚测量以及气体成分分析等。市场上知名的品牌有安道尔和赛凡，它们为各种应用场景提供了高效且可靠的光栅光谱仪解决方案。

15. 光纤光谱仪

光纤光谱仪，一种重要的科学仪器，专为测量和分析光谱而设计。其工作原理是利用光纤传输光信号，通过光谱仪内的色散元件将光精确分解为光谱线，进而进行详细的分析。光纤光谱仪在多个领域中有着广泛的应用，如远程光谱测量、环境监测、天文学等。市场上，多种品牌的光纤光谱仪可供选择，它们为各种应用场景提供了高效且灵活的解决方案。

原理结构图：

光纤光谱仪的原理结构图展示了其核心部件和工作流程。通过该图，我们可以更清晰地了解光纤光谱仪如何利用光纤传输光信号，并借助光谱仪内的色散元件将光精确分解为光谱线，从而实现光谱的测量和分析。

利用光纤作为信号耦合器件，被测光能够高效地耦合至光谱仪中，进而进行深入的光谱分析。光纤的便捷性使得用户能够轻松地构建出灵活多变的光谱采集系统。该系统核心部件包括光栅、狭缝和探测器，广泛应用于颜色测量、化学成分浓度分析、辐射度学研究、膜厚测量以及气体成分分析等多个领域。市面上，海洋光学、爱万提斯、复享光学、必达泰克以及博源光电等品牌的光纤光谱仪均享有较高声誉。

 

 

 

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