干扰效应及消除方法
(1)物理干扰物理干扰是指试样在转移、蒸发过程中任何物理因素变化而引起的干扰效应。属于这类干扰的因素有:试液的粘度、溶剂的蒸汽压、雾化气体的压力等。物理干扰是非选择性干扰,对试样各元素的影响基本是相似的。 配制与被测试样相似的标准样品,是消除物理干扰的常用的方法。在不知道试样组成或无法匹配试样时,可采用标准加入法或稀释法来减小和消除物理干扰。
(2)化学干扰化学干扰是指待测元素与其它组分之间的化学作用所引起的干扰效应,它主要影响待测元素的原子化效率,是原子吸收分光光度法中的主要干扰来源。它是由于液相或气相中被测元素的原子与干扰物质组成之间形成热力学更稳定的化合物,从而影响被测元素化合物的解离及其原子化。 消除化学干扰的方法有:化学分离;使用高温火焰;加入释放剂和保护剂;使用基体改进剂等。
(3)电离干扰在高温下原子电离,使基态原子的浓度减少,引起原子吸收信号降低,此种干扰称为电离干扰。电离效应随温度升高、电离平衡常数增大而增大,随被测元素浓度增高而减小。加入更易电离的碱金属元素,可以有效地消除电离干扰。
(4)光谱干扰光谱干扰包括谱线重叠、光谱通带内存在非吸收线、原子化池内的直流发射、分子吸收、光散射等。当采用锐线光源和交流调制技术时,前3种因素一般可以不予考虑,主要考虑分子吸收和光散射地影响,它们是形成光谱背景的主要因素。
(5)分子吸收干扰分子吸收干扰是指在原子化过程中生成的气体分子、氧化物及盐类分子对辐射吸收而引起的干扰。光散射是指在原子化过程中产生的固体微粒对光产生散射,使被散射的光偏离光路而不为检测器所检测,导致吸光度值偏高。
远近效应:手机用户在一个小区内是随机分布的,而且是经常变化的,同一手机用户可能有时处在小区的边缘,有时靠近基站。如果手机的发射功率按照最大通信距离设计,则当手机靠近基站时,功率必定有过剩,而且形成有害的电磁辐射。解决这个问题的方法是根据通信距离的不同,实时地调整手机的发射功率,即功率控制。采用功率控制后,使每个终端到达基站的功率基本相当,这样,每个终端的信号到达基站后,都能被正确地解调出来。
功率控制的原则是,当信道的传播条件突然变好时,功率控制单元应在几微秒内快速响应,以防止信号突然增强而对其他用户产生附加干扰;相反当传播条件突然变坏时,功率调整的速度可以相对慢一些。也就是说,宁愿单个用户的信号质量短时间恶化,也要防止对其他众多用户都产生较大的背景干扰。
码间干扰:无线通信干扰分为时域干扰与频域干扰,频域干扰是在接收频带内接收到其他无用信号带来的干扰,时域干扰就是码间串扰,即在接收时刻受到了其他符号的信息带来的干扰。符号间干扰就是由无线电波传输多径与衰落以及抽样失真引起的。而码间干扰指的就是多址干扰,主要是由于各用户信号之间存在一定的相关性造成的,而且会承接用户数量和发射功率的增加而迅速增大。解决此问题,可以使用RAKE接收机(CDMA使用)和循环前缀(LTE)。RAKE接收是利用信号间相关性分别添加不同的偏置时延获得相干叠加来获取接收增益,循环前缀是通过在信息前添加保护间隔以屏蔽多径传输带来的码间串扰。
如有疑问请追问。
原子吸收光谱法的主要干扰有物理干扰、化学干扰、电离干扰、光谱干扰和背景干扰等。
5.3.2.1 物理干扰
物理干扰是指试液与标准溶液物理性质之间有差异而产生的干扰。如黏度、表面张力或溶液的密度等的变化,影响样品的雾化或气溶胶到达火焰等引起原子吸收强度的变化而引起的干扰。为了消除物理干扰可采用配制与被测试样组成相近的标准溶液或采用标准加入法的办法。若试样溶液的浓度高,还可采用稀释法。
5.3.2.2 化学干扰
化学干扰是由于被测元素原子与共存组分发生化学反应生成稳定的化合物,因而影响被测元素的原子化而引起的干扰。消除化学干扰的方法有以下几种。
(1)选择合适的原子化方法
提高原子化温度,减小化学干扰。使用高温火焰或提高石墨炉原子化温度,可使难离解的化合物分解。采用还原性强的火焰与石墨炉原子化法,可使难离解的氧化物还原、分解。
(2)加入释放剂
释放剂与干扰物质能生成比被测元素更稳定的化合物,使被测元素释放出来。例如,磷酸根干扰钙的测定,可在试液中加入镧、锶盐,镧、锶与磷酸根首先生成比钙更稳定的磷酸盐,使得钙被释放出来。
(3)加入保护剂
保护剂可与被测元素生成易分解的或更稳定的配合物,防止被测元素与干扰组分生成难离解的化合物。保护剂一般是有机配合剂,如EDTA、8-羟基喹啉。
(4)加入基体改进剂
对于石墨炉原子化法,在试样中加入基体改进剂,使其在干燥或灰化阶段与试样发生化学变化,可以增加基体的挥发性或改变被测元素的挥发性,以消除干扰。
5.3.2.3 电离干扰
在高温条件下,原子会电离,使基态原子数减少,吸光度下降,这种干扰称为电离干扰。消除电离干扰的方法是加入过量的消电离剂。消电离剂是比被测元素电离电位低的元素,相同条件下消电离剂首先电离,产生大量的电子,抑制被测元素的电离。例如,测钙时可加入过量的KCl溶液,以消除电离干扰,钙的电离电位为6.1eV,钾的电离电位为4.3 eV,由于钾电离产生大量的电子,使得钙离子得到电子而生成原子。
5.3.2.4 光谱干扰
共存元素吸收线与被测元素分析线波长很接近时,两谱线重叠或部分重叠会使结果偏高。非吸收线可能是被测元素的其他共振线与非共振线,也可能是光源中杂质的谱线,一般通过减小狭缝宽度与灯电流或另选谱线消除非吸收线的干扰。
5.3.2.5 背景干扰
背景干扰也是一种光谱干扰。分子吸收与光散射是形成光谱背景的主要因素。
(1)分子吸收与光散射
分子吸收是指在原子化过程中生成的分子对辐射的吸收。分子吸收是带状光谱,会在一定的波长范围内形成干扰。例如,碱金属卤化物在紫外区有吸收;不同的无机酸会产生不同的影响,在波长小于250nm时,H2SO4和H3PO4有很强的吸收带,而HNO3和HCl的吸收带很弱。因此,原子吸收光谱分析中多用HNO3和HCl配制溶液。
光散射是指原子化过程中产生的微小的固体颗粒使光发生散射,导致透过光减小,吸收值增加。
(2)背景校正方法
A.邻近非共振线背景校正法
背景吸收是宽带吸收。分析线测量是原子吸收与背景吸收的总吸光度AT,AT在分析线邻近选一条非共振线,非共振线不会产生共振吸收,此时测出的吸收为背景吸收AB。两次测量吸光度相减,所得吸光度值即为扣除背景后的原子吸收吸光度值A。
AT=A+AB
A=AT-AB=kc
本法适用于分析线附近背景吸收变化不大的情况,否则准确度较差。
B.连续光源背景校正法
目前原子吸收分光光度计上一般都配有连续光源自动扣除背景装置。连续光源在紫外区用氘灯;在可见区用碘钨灯、氙灯。
氘灯产生的连续光谱进入单色器狭缝,通常是原子吸收线宽度的100倍左右。氘灯对原子吸收的信号为空心阴极灯原子信号的0.5%。由此,可以认为氘灯测出的主要是背景吸收信号,空心阴极灯测的是原子吸收和背景信号,两者相减得到原子吸收值。氘灯校正法已广泛应用于原子吸收光谱仪器中,氘灯校正的波长和原子吸收波长相同,校正效果显然比非共振线法好。
氘灯校正背景是商品化仪器最普遍使用的技术,为了提高背景扣除能力,从电路和光路设计上都做了许多改进,自动化程度越来越高。
此法的缺点在于氘灯是一种气体放电灯,而空心阴极灯属于空心阴极溅射放电灯。两者放电性质不同,能量分布不同,光斑大小不同,再加上两个灯的光斑不易完全重叠,急剧的原子化又引起石墨炉中原子和分子浓度在时间和空间上的分布不均匀,因而造成背景扣除的误差。
C.塞曼效应背景校正法
1886年荷兰物理学家塞曼发现光源在强磁场作用下产生光谱线分裂的现象,这种现象称为塞曼效应。与磁场施加于光源产生的塞曼效应(称正向塞曼效应)相同,当磁场施加在吸收池时,同样可观测到吸收线的磁致分裂,即逆向塞曼效应,亦称吸收线塞曼效应。
塞曼效应按观察光谱线的方向不同又分为横向塞曼效应及纵向塞曼效应,垂直于磁场方向观察的是横向塞曼效应,平行于磁场方向观察的是纵向塞曼效应。横向塞曼效应得到三条具有线偏振的谱线,谱线的波数分别为ν-Δν、ν、ν+Δν,中间波数未变化的谱线,其电向量的振动方向平行于磁场方向,称为π成分;其他两条谱线的波数变化分别为-Δν及+Δν,其电向量的振动方向垂直于磁场方向,称为σ±成分。而纵向塞曼效应则观察到波数分别为ν+Δν和ν-Δν的两条圆偏振光,前者为顺时针方向的圆偏振称左旋偏振光,后者为反时针方向的圆偏振称右旋偏振光,而中间频率不变的π成分消失。
塞曼效应应用于原子吸收进行背景校正可有多种方法。可将磁场施加于光源,也可将磁场施加于原子化器;可利用横向效应,也可利用纵向效应;可用恒定磁场,也可用交变磁场,交变磁场又分固定磁场强度和可变磁场强度。
由于条件限制,不是以上所有组合均可应用于原子吸收光谱仪。例如:纵向恒定磁场,由于没有π成分而无法测量样品的共振吸收;施加于光源的塞曼效应在前期的研究中做了大量的工作,但由于需要的特殊光源目前也不普及,只应用于某些专用装置中。如塞曼测汞仪,因为汞灯可以制作得很小,能够获得较高的磁场强度。光源调制的另一个缺点是很难保证基线的长期稳定。目前商品化仪器应用较广的多为施加于原子化器的塞曼效应背景校正装置,主要有3种调制形式,分别为横向恒定磁场、横向交变磁场和纵向交变磁场。图5.9为三种塞曼效应背景校正装置的示意图。
图5.9 塞曼效应背景校正装置
a—横向恒定磁场;b—横向交变磁场;c—纵向交变磁场
图5.9a为横向恒定磁场装置,利用永久磁铁产生强磁场,既可以应用于火焰原子化器,也可以应用于石墨炉原子化器。
图5.9b为横向交变磁场装置,利用电磁铁产生交变磁场。为产生高强度磁场,磁场尺寸一般制作得较小,因此在石墨炉原子化器应用较广。横向磁场施加于原子化器,当原子化器中有被测元素原子蒸气时,其吸收线轮廓发生分裂(逆向塞曼效应),产生π成分及σ±成分。
利用光的矢量特性(只有偏振特性相同的光才能产生相互作用),引入旋转起偏器将光源发出的共振辐射变成线偏振光。假定磁场方向平行于纸面,当旋转起偏器转动到共振辐射偏振特性平行于纸面时,形成样品光,测量分析原子吸收及背景吸收,因为原子吸收线的π成分的偏振特性与其相同,产生分析原子吸收;当旋转起偏器转动到共振辐射偏振特性垂直于纸面时,形成参考光,测量背景吸收,因为原子吸收线的σ±成分与参考光的波长不同,不产生吸收,π成分的偏振特性与参考光不同,也不产生样品吸收,而背景吸收通常是宽带的,不产生塞曼分裂,对样品及参考光束的吸收相同,两个光束产生的吸光度相减即得净分析原子吸收产生的吸光度,这是横向塞曼效应校正背景的原理。
由于旋转起偏器的加入,光源的光强至少减少50%,吸收线塞曼分裂的产生也对共振光的吸收减弱,因此这种背景校正装置的主要不足之处就是灵敏度损失。
图5.9c为纵向交变磁场装置,由于纵向塞曼效应没有π成分产生,也不需要旋转起偏器,因此很好地解决了校正背景与灵敏度损失的矛盾。
为实施纵向塞曼效应,美国Perkin-Elmer公司对石墨炉体结构进行了改造,改纵向加热石墨管为横向加热石墨管,改横向磁场为纵向磁场,生产了4100ZL型横向加热纵向塞曼效应原子吸收光谱仪,并在其最新的Aanalyst800及SIMAA6100等仪器上推广应用,取得了很好的效果。
背景校正装置的一个主要缺点是比常规仪器的线性动态范围小、灵敏度低。为克服线性动态范围小的缺点,德国Jena公司开发了一种3磁场塞曼效应背景校正技术,可使测量的线性动态范围扩充一个数量级。澳大利亚GBC科学仪器公司的Avanta UltraZ原子吸收分光光度计磁场强度为0.6~1.1 T(1T=1V·s·m-2),可以任意设定,对不同元素的不同背景干扰使用不同的磁场强度,可有效地提高仪器的灵敏度和测试精度。
简述背景干扰消除方法及原理
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1.氧化物和双电荷离子干扰 2.多原子干扰 3.同量异位素干扰 4.记忆效应干扰 5.基体效应 以上可采取基体匹配法、选择其他不受干扰的同位素、碰撞池技术、冷等离子体技术、选择合适的仪器参数、内标法、标准加入法、同位素稀释法、样品溶液稀释或进行测定前基体或杂质的分离等来解决或减低干扰 ...
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干扰效应属于激光危害。主要是激光的热效应、光压强和光化学反应等。受伤的部位主要是人的眼睛和皮肤。对人眼的伤害:可能造成对角膜和视网膜的伤害,伤害的位置和范围取决于激光的波长和级别。激光对人眼的伤害较为复杂,直射、反射和漫反射激光束均能伤害人眼。对皮肤的伤害:强红外激光造成烧伤;紫外激光...
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但会占用过多无需要的资源,增加芯片面积,因此在实际设计中并不理想。对于无法通过前两者解决的长走线PAE,可以插入缓冲器来切断长线,以达到消除天线效应的目的。在实际应用中,需要综合考虑性能、面积和成本等因素,通常会选择结合使用跳线法、添加反偏二极管以及插入缓冲器的方法来有效消除天线效应。
如何消除磁场干扰?
除磁场干扰,可以用高磁导率的材料可屏蔽磁场。它能使干扰磁通旁路,从而避免干扰与被保护的电路交连。从而避免干扰与被保护的电路交连,而且交变的干扰磁通会在导电屏蔽层内形成涡流,涡流效应又会削弱外界磁场的强度。
干扰现象名词解释
干扰是指液晶模块由外部噪声和无用电磁波在接收中造成的骚扰。也可定义为:在接收一些所需信号时,非所需能量造成的扰乱效应,包括其他信号的影响、杂散发射、人为噪声等,自然噪声一般不计算在内。构成电磁干扰必须同时具备三个要素:电磁骚扰源、电磁骚扰的耦合途径、电磁骚扰的敏感设备和电路。
怎么消除pvc管内电线邻近效应
1、首先可以根据pvc管内电线的绝缘等级和电流负荷情况,合理安排pvc管内电线的布局和距离,避免电线之间的相互影响。2、其次使用屏蔽电缆或选用带有屏蔽材料的电线,可以减小或消除pvc管内电线邻近效应。3、最后在PVC管道内安装屏蔽设备,如金属屏蔽罩或屏蔽套管等,可以在一定程度上减小电磁波干扰和邻近效应...
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