在现代材料科学、化学分析及光学工程领域,对物质在全光谱范围(从紫外到近红外)的光学特性进行精确、快速的表征至关重要。日立高新的UH5700紫外/可见/近红外分光光度计,正是为满足这一高标准需求而设计的旗舰级分析仪器。它不仅继承了日立自1962年推出商品化紫外分光光度计以来的光栅技术,更通过多项创新设计,实现了超宽波长覆盖、超高精度与操作体验的融合,成为科研与工业检测中攻克复杂分析难题的得力工具。
UH5700的设计核心在于“全域覆盖"与“精准高效"。它采用双光束、Czerny-Turner型单色器光学系统,确保了光路的稳定性和高光通量。其突出的技术创新体现在以下几个方面:
全域低杂散光与超大测光范围:仪器标配了新研发的蚀刻衍射光栅,该光栅采用光刻技术制作,具有高的衍射效率和极低的杂散光。结合高光量单色器,UH5700实现了同级别设备中的低杂散光水平(紫外可见区杂散光低至0.004%)和超大的测光范围(吸光度范围-5至+5.0 Abs),能够准确测量高浓度样品和微弱吸收信号。
智能连续可变狭缝技术:针对近红外区域光量变化大的特点,UH5700引入了连续可变狭缝。系统能根据实时检测到的光强,自动调整狭缝宽度:测量低光量时自动加宽以提升信噪比,测量高光量时自动收窄以提高分辨率。这一智能设计确保了从190 nm到3300 nm的全波长范围内都能实现低噪音测定。
高速扫描与无缝探测器切换:采用齿轮驱动波长机构,UH5700的扫描速度高可达5000 nm/min。完成一次从190 nm至3300 nm的全谱扫描(间隔1 nm)仅需约4分钟,显著提升了分析通量。此外,仪器通过独特的信号处理技术,极大减少了在紫外/可见探测器(光电倍增管)与近红外探测器(冷却型PbS)切换时产生的信号阶跃,保证了跨区域光谱的连贯性与准确性。
凭借190-3300 nm的超宽波长范围,UH5700的应用已超越传统液相分析,广泛覆盖固体材料、薄膜、涂层等前沿领域。
| 应用领域 | 具体应用与测量对象 | 关键附件示例 |
|---|---|---|
| 材料科学 | 薄膜厚度测量、光学薄膜特性(透射/反射)、太阳能电池材料、近红外吸收染料、高分子材料老化研究 | 5°镜面反射附件、薄膜样品架、偏振器支架 |
| 环境与化工 | 水质分析(如六价铬、二氧化硅)、催化剂表征、颜料与涂料性能(如太阳光反射率)、化学品纯度与浓度定量 | 自动进样器、长光程液体池、恒温样品池 |
| 食品药品 | 药品活性成分分析、包装材料透光率与阻隔性能测试、食品成分与添加剂检测 | 微量/超微量样品池、积分球(用于浑浊样品) |
| 光学与玻璃工业 | 光学玻璃、滤光片、功能玻璃(如低辐射玻璃)的透射率、反射率及颜色测量,符合JIS R3106等标准 | 玻璃滤光片支架、Φ60mm积分球 |
UH5700的成功不仅在于主机性能,更在于其构建的开放、兼容的生态系统。
配件的高度通用性:其样品室设计与日立前代明星机型U-2900/U-3900系列通用,用户积累的大量昂贵附件均可继续使用,有效保护了投资。
丰富的专用附件:日立提供了从液体到固体测量的附件,包括用于微量分析的超微量样品池、用于精确温控研究的程序控温样品池、用于测量固体漫反射或粉末吸收的Φ60mm积分球,以及用于自动化批量检测的自动进样器等。
智能化的UV Solutions Plus软件:软件新增数据列表显示、自定义报告格式等功能,使数据处理和对比一目了然。其标配的仪器性能检查功能,可方便地进行波长准确性、噪音水平等日常校验,确保数据始终可靠。此外,可选配的软件包能直接依据JIS等工业标准进行光学特性计算(如太阳光反射率),极大简化了工作流程。
以下为UH5700的核心技术指标,这些参数共同定义了其行业地位:
| 参数类别 | 具体指标 |
|---|---|
| 光学系统 | Czerny-Turner单色器,双光束 |
| 波长范围 | 190 ~ 3300 nm |
| 光谱带宽 | UV-Vis: 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2, 5, 10 nm;NIR: 0.25, 0.5 nm;1~36 nm (自动控制) |
| 波长准确性 | ±0.1 nm (在656.1nm处) |
| 波长重复性 | ±0.05 nm (UV-Vis), ±0.2 nm (NIR) |
| 扫描速度 | 0.3 – 5000 nm/min |
| 光度范围 | -5 ~ +5.0 Abs |
| 基线平直度 | <±0.0002Abs (200-2500nm) |
| 杂散光 | ≤0.004% (340nm, NaNO₂) |
| 检测器 | 光电倍增管 (UV-Vis),冷却型PbS检测器 (NIR) |
以建筑和汽车领域广泛应用的功能玻璃为例,评估其“可见光透过率"和“太阳光反射率"是衡量节能性能的关键。使用UH5700配合积分球附件,可以严格依据JIS R3106标准完成测试。
测量:将玻璃样品置于积分球样品口,仪器在300-2500 nm范围内进行快速扫描,分别获得其透射光谱和反射光谱。
计算:UV Solutions Plus软件内置标准计算公式,可自动依据光谱数据,积分计算出可见光透过率(380-780 nm) 和太阳光反射率,并生成符合标准的报告。
此过程高效、准确,为研发高性能Low-E玻璃、隔热涂层等功能材料提供了的量化依据。
日立UH5700紫外/可见/近红外分光光度计通过其超宽光谱覆盖、光学精度、智能的测量逻辑以及开放的生态系统,成功地将高性能分析仪器转化为一个强大的材料光学特性研究平台。它不仅是实验室中应对常规分析的可靠工具,更是面向未来新材料、新能源、半导体等前沿领域复杂挑战的探索利器。对于追求数据精准性、方法拓展性及分析高效性的研究与质控人员而言,UH5700无疑是实现从“测得准"到“看得透"的理想选择