Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử là một dụng cụ chính xác để phân tích các nguyên tố kim loại theo dõi, hoạt động dựa trên sự hấp thụ bức xạ ánh sáng đặc trưng bởi các nguyên tử trạng thái cơ bản. Liên kết làm việc của nó có thể được chia thành năm phần cốt lõi: nguồn sáng, bộ nguyên tử hóa, hệ thống quang phổ, máy dò và hệ thống xử lý dữ liệu.

1. Nguồn sáng: Phát ra các vạch phổ đặc trưng "tinh khiết" của các yếu tố được đo

Thiết bị sử dụng đèn cathode rỗng làm nguồn sáng, cathode của nó được làm từ các yếu tố cần kiểm tra. Nó phát ra quang phổ bước sóng đặc trưng của nguyên tố này, với chiều rộng vạch cực kỳ hẹp (0,002nm), cường độ cao và ổn định. "Nguồn sáng sắc nét" này là tiền đề để đạt được các phép đo có độ chọn lọc và độ nhạy cao vì nó gần như chỉ được hấp thụ bởi các nguyên tử trạng thái cơ bản của cùng một nguyên tố trong mẫu.

2. Atomizer: Chuyển đổi mẫu thành "đám mây nguyên tử trạng thái cơ bản"

Đây là "trái tim" của thiết bị. Dung dịch mẫu được đưa vào bộ nguyên tử hóa, chuyển đổi các nguyên tố được đo từ trạng thái hợp chất sang các nguyên tử khí tự do, ở trạng thái cơ bản bằng năng lượng nhiệt độ cao. Phương thức chủ yếu là:

Phương pháp nguyên tử hóa ngọn lửa: Sử dụng khí đốt (như axetylen) và hỗ trợ đốt khí (như không khí) để tạo ra nhiệt độ cao, quá trình này nhanh nhưng kém hiệu quả hơn một chút.

Phương pháp nguyên tử hóa lò than chì: sấy khô, xám, nguyên tử hóa và thanh lọc bằng cách làm nóng chương trình trong ống than chì được cấp nguồn. Hiệu quả nguyên tử hóa cao và độ nhạy vượt xa phương pháp ngọn lửa.

3. Hệ thống quang phổ: sàng lọc ánh sáng bước sóng "mục tiêu"

Các chùm tia phát ra từ bộ nguyên tử hóa chứa các vạch quang phổ đặc trưng phát ra từ nguồn sáng cũng như bức xạ nền do chính bộ nguyên tử hóa tạo ra. Hệ thống quang phổ (chủ yếu được tạo thành từ các lưới) hoạt động như một "bộ lọc đơn sắc", nhiệm vụ cốt lõi của nó là tách và sàng lọc chính xác vạch phổ cộng hưởng đặc trưng được sử dụng để đo và chiếu nó lên máy dò để tối đa hóa sự can thiệp của ánh sáng khác.

4. Máy dò và hệ thống xử lý dữ liệu: đo và tính toán độ hấp thụ

Một máy dò (thường là một ống nhân quang hoặc một máy dò trạng thái rắn) chịu trách nhiệm chuyển đổi tín hiệu quang bị suy yếu sau khi hấp thụ hơi nguyên tử thành tín hiệu điện. Hệ thống này đo tỷ lệ cường độ ánh sáng phát ra từ nguồn sáng (I₀) với cường độ ánh sáng truyền qua (I) sau khi hấp thụ nguyên tử.

Theo định luật Lambert-Beale, độ hấp thụ A=lg (I₀/I), giá trị của nó tỷ lệ thuận với nồng độ của các nguyên tử trạng thái cơ bản trong mẫu. Bằng cách so sánh độ hấp thụ của một mẫu chưa biết với độ hấp thụ của một loạt dung dịch tiêu chuẩn ở nồng độ đã biết, hàm lượng của các nguyên tố được đo trong mẫu có thể được tính toán chính xác.

Tóm lại, liên kết làm việc của máy quang phổ hấp thụ nguyên tử là một quá trình tinh tế đan xen: ánh sáng "tinh khiết" được phát ra từ một nguồn ánh sáng cụ thể, đi qua đám mây nguyên tử trạng thái cơ bản được khí hóa bởi máy quang phổ, sau khi được tinh chế bởi hệ thống quang phổ, máy dò nắm bắt chính xác mức độ hấp thụ của nó, và cuối cùng chuyển đổi trực tiếp lượng suy yếu của tín hiệu ánh sáng thành giá trị nồng độ của nguyên tố thông qua xử lý dữ liệu.