化学检验员虽然不是仪器工程师，但在日常检测工作中，若能掌握分析仪器的基本原理，特别是电气、光学、气路和信号处理等核心知识，将极大提升操作规范性、故障判断能力和数据可信度。以下从实用角度，系统梳理化学检验员应了解的仪器相关基础知识，内容聚焦常见仪器（如原子吸收、紫外可见分光光度计、pH计、天平等），语言通俗，避免深奥理论。

一、通用仪器基本构成

绝大多数分析仪器都包含以下几个基本部分：

信号发生单元：产生与被测物相互作用的物理场（如光、电、热）；

样品引入/处理单元：让样品进入检测区域（如进样器、燃烧头、电极）；

检测器：接收响应信号并转换为电信号（如光电倍增管、电导电极）；

信号处理与显示单元：放大、转换、计算并输出结果（如计算机软件）；

辅助系统：电源、气源、冷却、安全保护等。

理解这些模块的作用，有助于快速定位问题所在。

二、光学类仪器基础（如AAS、UV-Vis、ICP）

1. 光源

原子吸收用空心阴极灯：每种元素需专用灯，发射该元素特征波长的光；

紫外可见分光光度计用氘灯（紫外）+ 钨灯（可见），覆盖宽波长范围。

检验员注意：灯老化会导致能量下降、噪声增大，表现为灵敏度降低或基线不稳。

2. 单色器

作用是分离出特定波长的光，核心部件是光栅或棱镜；

狭缝宽度影响分辨率和光强：狭缝越小，分辨率越高，但信号越弱。

操作提示：测痕量元素宜用较小狭缝，高浓度样品可用大狭缝提高信噪比。

3. 检测器

常见为光电倍增管（PMT），能将微弱光信号放大百万倍；

对光敏感，怕强光直射，开机前应确保光路关闭。

故障表现：若基线剧烈跳动，可能是PMT受潮或高压电源不稳。

4. 背景校正原理

氘灯校正：利用连续光源扣除分子吸收和光散射；

塞曼效应校正：通过磁场分裂谱线实现更精准扣除（适用于石墨炉AAS）。

检验员应知道：背景校正开启后，吸光度值会略低于未校正值，属正常现象。

三、电化学类仪器基础（如pH计、电导率仪）

1. pH计工作原理

基于玻璃电极与参比电极之间的电位差，该电位与溶液中H⁺活度成线性关系（能斯特方程）；

必须用标准缓冲溶液校准（通常两点：pH 4.01 和 7.00 或 10.01）。

注意事项：

电极不能干放，应浸泡在3 mol/L KCl溶液中；

测高纯水时读数漂移属正常，因离子太少导电性差；

温度影响显著，现代pH计多带自动温度补偿（ATC）。

2. 电导率仪

测量溶液中离子导电能力，单位为 μS/cm 或 mS/cm；

电极常数（K=0.1、1.0、10）需与样品电导范围匹配。

检验员须知：电极污染（如油脂、沉淀）会导致读数偏低，需定期清洗。

四、称量设备（电子天平）电气与传感原理

核心是电磁力平衡传感器：当物体放在秤盘上，位移传感器检测偏移，通过反馈电流产生反向电磁力使横梁复位，电流大小即对应质量；

因此，天平对震动、气流、静电、温度变化极为敏感。

使用要点：

必须在水平、稳固台面上使用；

关闭防风门后再读数；

高精度天平（0.1 mg）需预热30分钟以上；

避免手直接接触称量舟，防止静电干扰。

五、气路与辅助系统常识（以AAS、GC为例）

1. 气体作用

乙炔（C₂H₂）：燃气，与空气或氧化亚氮混合燃烧产生高温火焰；

空气/氧化亚氮（N₂O）：助燃气；

氩气（Ar）：ICP或石墨炉保护气，防止石墨管氧化。

安全重点：乙炔钢瓶必须装回火防止器，压力不得超过0.1 MPa。

2. 雾化器与燃烧头

液体样品经雾化器变成细雾，与燃气混合后在燃烧头形成稳定火焰；

雾化器堵塞是AAS常见故障，表现为灵敏度骤降。

应急处理：用软毛刷或超声清洗，禁用金属针捅刺。

六、电气安全基本知识

化学检验员虽不维修电路，但需具备基本电气安全意识：

所有仪器必须可靠接地，防止漏电或静电积累；

电源电压需稳定（220 V ±10%），建议配备稳压电源；

潮湿环境（如水浴旁）禁止放置带电设备；

发现电线破损、插头发热、仪器冒烟，应立即断电并报修；

不得私自拆卸仪器外壳，尤其带有高压部件（如PMT电源可达-1000 V）。

七、信号与数据处理常识

仪器输出的原始信号多为模拟电压或电流，经模数转换（A/D）变为数字信号；

软件通过算法（如峰面积积分、基线校正）生成最终结果；

“噪声”是随机波动，“漂移”是缓慢变化，两者都影响检出限。

检验员应能区分：

正常噪声（小幅波动） vs 异常干扰（周期性尖峰，可能来自水泵或手机信号）；

基线漂移（需重新预热或校准） vs 信号衰减（灯老化或光路污染）。

八、总结：化学检验员应具备的“三懂”能力

懂原理：知道仪器如何工作，为何要这样操作；

懂异常：能从现象初步判断是样品问题、操作问题还是仪器问题；

懂边界：清楚哪些可自行处理（如清洗雾化器、更换缓冲液），哪些必须报修（如电路故障、光栅失调）。

📌 核心理念：
“会用仪器是操作员，懂仪器才是合格的化学检验员。”

掌握这些基础原理知识，不仅能提升检测质量，还能在仪器出现异常时快速响应，减少停机时间，保障实验室高效运行。同时，这也是向高级技术岗位（如方法开发、设备管理）发展的必备素养。