舞氘弄燈&氘光見峰之
你是我的眼—氘燈：成就實(shí)驗(yàn)之美
小小一只氘燈，看似平凡無奇，冥冥之中卻決定著實(shí)驗(yàn)的終質(zhì)量，成就您我的實(shí)驗(yàn)美好。給自己一點(diǎn)細(xì)心與耐心，你我一同走進(jìn)這擁有神奇智慧與魔力的小小的氘燈，品賞一下它充滿絢麗輝煌光彩熠熠的無窮魅力與輝煌燦爛的一生。
steiner于1927年研制成功氫燈，作為分析儀器紫外連續(xù)光源；
munch 于1935 年探究了金屬氧化物涂覆的熱陰極（燈絲），并研究了熱陰極和陽極之間用金屬板隔離的燈結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)已經(jīng)與現(xiàn)在氘燈的結(jié)構(gòu)相同。
levikov于1961年采用氘氣體代替氫氣充入燈中，自此氘燈誕生。之后一批前赴后繼的科學(xué)家與工程師執(zhí)著于氘燈的改進(jìn)和發(fā)展技術(shù)研究，使得氘燈的使用壽命和穩(wěn)定性能得以延長，繼而在各種分析儀器例如hplc、紫外-可見分光光度計(jì)和原子吸收光譜儀中得到了廣泛的應(yīng)用[1]。
一、氘燈工作原理：
氘燈是在氫燈的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的, 與氫燈相比, 它有輻射強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。如圖1所示它有陰極、陽極和屏蔽罩組成。為了避免陰極電弧光斑干擾，在陰極旁設(shè)置了一片擋光片，光柵設(shè)計(jì)成半球形碗狀使得光束輸出更加集中，提高其輻射強(qiáng)度。光窗設(shè)計(jì)成矩形有利于增大其輻射角，燈的外殼采用透過紫外光*的石英材料，管內(nèi)充有一定壓力的高純氘氣。
圖1氘燈的硬件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)
氘燈是一種靠等離子體,（失去電子的原子與被電離后的原子團(tuán)產(chǎn)生的正負(fù)離子組成的離子化氣體狀物質(zhì)，從宏觀上看，整體上呈現(xiàn)電中性的電離氣體）放電發(fā)光光源。如圖2所示，氘燈工作時(shí), 即燈絲通電加熱后,發(fā)射出自由電子，陽極加上電壓，燈絲陰極發(fā)射的熱電子在電場加速下向陽極運(yùn)動(dòng)與氘氣分子實(shí)現(xiàn)非彈性碰撞繼而使氘氣分子激發(fā)，當(dāng)氘分子分解成氧原子時(shí)多余的能量輻射光子，由于電子能量的隨機(jī)性所以該輻射為一定波段的連續(xù)光譜，具體而言主要在 170-400nm區(qū)域，如圖3所示為氘燈的光譜分布，其中486.0nm、583.0、656.1nm為氘燈的三條特征譜線如圖4。
圖2氘燈的紫外發(fā)光原理
圖3氘燈的光譜分布[1]
圖4氘燈的特征譜線圖[1]
二、氘燈的分類：
按插腳可大致分為兩種：一種是有三只插腳（又稱插座式）的氘燈，另一種是帶有三根插腳引線的氘燈。帶有三只插腳的氘燈，一般都注有陰極和陽極標(biāo)志，以便于用戶使用時(shí)辨認(rèn)。目前國外生產(chǎn)的氘燈，基本上都是屬于帶有三只插腳形式的氘燈。三根插腳引線的氘燈中，有兩根插腳引線為陰極(一般為黑色或藍(lán)色)，一根插腳引線為陽極（一般為紅色）。我國生產(chǎn)的氘燈中，大多數(shù)為帶有三根插腳引線模式的氘燈。插座式氘燈的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)光點(diǎn)的高度固定不變（但不可能不變，一般誤差在0.1~0.2mm），調(diào)換新氘燈時(shí)不需要調(diào)節(jié)氘燈發(fā)光孔的高度。而帶有三根插腳引線的氘燈，則更換新氘燈時(shí)，一定要調(diào)節(jié)發(fā)光孔中的發(fā)光點(diǎn)的高度，對(duì)使用者來講，不是很便捷。
如圖5所示分別為國外氘燈與國內(nèi)氘燈對(duì)比
三、氘燈主要技術(shù)指標(biāo)[2]：
技術(shù)指標(biāo)
國外
國內(nèi)
預(yù)熱電壓與電流
交流供電：
2.5v,4a;10v,0.8a
直流供電：12±1v,0.8a
交流供電：
2.5v,4a;10v,0.8a
直流供電：12±1v,0.8a
觸發(fā)電壓/起輝電壓
300-600v
200-400v
工作電壓/管壓降
75±15v
75±15v
工作電流
180-350ma
180-350ma
噪聲
光通量±0 .4或相對(duì)輻射強(qiáng)度±0.4%(220nm)
光通量±0 .4或相對(duì)輻射強(qiáng)度±0.4%(220nm)
漂移
≤0.5%(220nm)
≤0.5%(220nm)
壽命
≥2000h
1000h-2000h
壽命判定標(biāo)準(zhǔn)
把新氘燈測試數(shù)據(jù)作為100,被測試氘燈的能量不足新燈的50%，則認(rèn)為被測氘燈壽命到期
四、氘燈國內(nèi)外主要生產(chǎn)廠家：
note：有幾個(gè)品牌和公司沒有查到對(duì)應(yīng)的氘燈產(chǎn)品型號(hào)，沒有進(jìn)行確認(rèn)。
五、氘燈的應(yīng)用場景與更換標(biāo)準(zhǔn)
氘燈應(yīng)用場景
用途
氘燈壽命到期判斷
液相色譜（hplc-uv）
uv/dad燈[3]
一直點(diǎn)燈失敗
毛細(xì)管電泳（hplc-uv）
uv/dad燈
光窗附近嚴(yán)重發(fā)黑
原子吸收光譜儀(aas)
光源
點(diǎn)燃數(shù)小時(shí)后能量＜50%
紫外可見分光光度計(jì)(uv-vis)
uv燈
管壓降＞90v（75±15v）
環(huán)境監(jiān)測設(shè)備
光源
管壓降＜60v（75±15v）
薄層色譜
光源
漂移波動(dòng)嚴(yán)重
薄膜厚度測量
光源
累計(jì)使用小時(shí)≥規(guī)定壽命
半導(dǎo)體檢驗(yàn)
光源
出現(xiàn)非線形現(xiàn)象
顯像密度計(jì)
光源
正常進(jìn)樣峰很小
色度計(jì)
光源
系統(tǒng)氘燈能量自檢不通過
煙氣分析儀
光源
n/a
note：
1、不用手直接接觸氘燈，避免手上的油脂污染；
2、不要頻繁開關(guān)氘燈，氘燈的開關(guān)次數(shù)與其正常使用時(shí)間成反比；
3、待燈冷卻之后才能再次開啟，氘燈如果在未冷卻狀態(tài)時(shí)被打開，很可能造成燈絲整體結(jié)構(gòu)的破壞；
4、避免檢測器受到物理沖撞，燈亮?xí)r受到撞擊，很可能將燈絲弄壞甚至弄斷；（因?yàn)楫?dāng)氘燈點(diǎn)亮?xí)r其溫度有2700k度，此時(shí)燈絲幾乎是液態(tài)的。）
六、氘燈的選擇
因不同廠家設(shè)計(jì)生產(chǎn)氘燈的規(guī)格不同，經(jīng)常會(huì)遇到替換氘燈與原裝氘燈外觀不一致的情況；在采購氘燈時(shí)，務(wù)必在合同上標(biāo)明氘燈匹配的儀器品牌和型號(hào)。
另外的氘燈的選擇上，也要根據(jù)不同的使用情況以及慎重斟酌做出購買決定。
1、如果是gmp實(shí)驗(yàn)室，對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、完整性以及儀器性能要求很高的實(shí)驗(yàn)室，請(qǐng)盡量選擇原廠家原型號(hào)對(duì)應(yīng)的氘燈，以免由于錯(cuò)誤選擇氘燈，引起不必要的麻煩。
2、如果是針對(duì)研發(fā)以及non-gmp實(shí)驗(yàn)室可以適當(dāng)考慮采用性價(jià)比更高的國產(chǎn)代替*的氘燈，因?yàn)閲a(chǎn)與進(jìn)口氘燈的性能和水平已經(jīng)越來越接近；
3、如果是針是對(duì)價(jià)格與成本非常關(guān)注的企業(yè)或?qū)嶒?yàn)室，可以更多的考慮采用性價(jià)比更高的國產(chǎn)代替*的氘燈，這樣既可以滿足實(shí)驗(yàn)的性能，也可以節(jié)省一大筆實(shí)驗(yàn)室費(fèi)用；
4、對(duì)于本身就是國產(chǎn)的儀器例如伍豐液相、依利特液相、通微液相等國產(chǎn)品牌，可以直接選購原廠家或者國產(chǎn)替代都是一種非常不錯(cuò)的選擇。
5、對(duì)于直接從原廠家直接購買還是從代理商手中購買更加合適。這個(gè)可以根據(jù)不同情況進(jìn)行區(qū)分。首先假如你是擁有數(shù)百臺(tái)安捷倫或者島津或者沃特世或者賽默飛的大客戶制藥廠或外包企業(yè)，具備與儀器廠家談判話語權(quán)與溝通的實(shí)力，當(dāng)然肯定可以拿到一個(gè)批量的采購折扣或優(yōu)惠的價(jià)格，這就叫做客大欺店。
另外一種情況，就是你就像股市當(dāng)中的散戶，小企業(yè)小實(shí)驗(yàn)室，這樣你的存在與價(jià)值貢獻(xiàn)，對(duì)于巨型外資儀器制造廠商而言，可有可無，所以給你的價(jià)格或折扣可想而知，肯定沒有優(yōu)勢。對(duì)您而言，的選擇是代理商購買或者也可以選擇國產(chǎn)替代進(jìn)口。，這樣一方面代理商有著強(qiáng)烈的合作意愿與開拓意識(shí)，多數(shù)會(huì)給出比較優(yōu)惠的價(jià)格，以求與您建立*穩(wěn)固的合作地位。
七、編者寄語：多維競爭，有為擔(dān)當(dāng)，中國智造，未來
總之一句話，有錢任性，沒錢，那咱們就量力而行。反正吃十塊錢的稻花香大米與吃兩塊錢的本地大米，都可以填飽肚子。亦或者去吃十幾塊錢的路邊攤，或者去吃五的幾百塊的自助餐，都可以解決填飽肚子的需求。有句話叫存在必有其合理性，也有其客觀性，我們既不能一味的崇洋媚外，也不能一直對(duì)國產(chǎn)嗤之以鼻。因?yàn)橐粋€(gè)產(chǎn)品的如果想變好，除了制造工藝和制造水平的提升之外，更加需要的是量產(chǎn)與問題爆發(fā)，這樣才會(huì)迎來產(chǎn)品質(zhì)的飛躍，國產(chǎn)才有機(jī)會(huì)去pk進(jìn)口，去跟進(jìn)口品牌站在同一個(gè)競爭層面。
倘若你不用，我不用，你嫌棄，我嫌棄，終將走向的將是進(jìn)口的持續(xù)壟斷與零競爭。后的惡果將是進(jìn)口配件耗材或儀器的價(jià)格每年持續(xù)上漲，你的成本不斷的提高。就像小米、vivo、appo、huawei的存在與創(chuàng)新，迫使蘋果、三星、諾基亞等曾經(jīng)的世界一線手機(jī)品牌在國內(nèi)價(jià)格降到我們普通人可以購買的水平。這樣消費(fèi)者有了更多的可以消費(fèi)得起的手機(jī)選擇，同時(shí)也給了國內(nèi)手機(jī)品牌生存與創(chuàng)新的機(jī)會(huì)，獲得可以躋身世界*的可能，著中國智造走出，走向世界。請(qǐng)大家本著客觀的態(tài)度去理解與解讀國產(chǎn)儀器制造企業(yè)與品牌，倘若不能以鼓勵(lì)與認(rèn)可的態(tài)度，也請(qǐng)不要用埋怨與抱怨的心態(tài)來評(píng)價(jià)和定義他們，我個(gè)人覺得國產(chǎn)儀器的確是步履維艱，進(jìn)退兩難，外有強(qiáng)大的幾大*儀器制造企業(yè)的多維絞殺與圍追堵截，內(nèi)有萬千對(duì)國產(chǎn)抱有質(zhì)疑與排斥者。請(qǐng)記住唇亡齒寒，倘若國產(chǎn)全線放棄，那對(duì)他們而言，多就是關(guān)門歇業(yè)不*而已。對(duì)您而言，終也將選我可選，挑無可挑，只能買高價(jià)的儀器與耗材，只能用不菲的設(shè)備與配件。所以，我堅(jiān)信存在即合理，也選擇祝福與鼓勵(lì)，也堅(jiān)信多維的競爭，將會(huì)帶來品質(zhì)的提升與價(jià)格的低走。
在眾多民營光源配件的技術(shù)企業(yè)當(dāng)中，沈陽鎂匯科技是一家深耕光源配件*技術(shù)企業(yè)，致力于分析測試儀器光源等核心部件，包括氘燈、氙燈、元素?zé)?、pid燈等，是國內(nèi)頗具影響力的分析測試儀器光源部件生產(chǎn)制造企業(yè)。另外國內(nèi)還有很多其他的氘燈生產(chǎn)制造企業(yè)，在此不再逐一枚舉。
同樣我們更應(yīng)該正視國產(chǎn)與進(jìn)口在領(lǐng)域還存在很大差距，還不是一個(gè)量級(jí)，這其中既有外商投入巨資潛心鉆研的科技成果，有意或無意建立的技術(shù)壁壘，也有國內(nèi)產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平的局限，更有國產(chǎn)企業(yè)自身的困境與迷茫。
希望國內(nèi)企業(yè)可以更多的涌現(xiàn)出一個(gè)個(gè)像華為一樣的有理想有信仰的有為企業(yè)，既能悶聲發(fā)大財(cái)，也敢于挑戰(zhàn)與打破科學(xué)技術(shù)壁壘，開拓自己的一番天地。海闊憑魚躍，天高任鳥飛。祝國產(chǎn)民族企業(yè)再接再厲，愈挫愈勇，可以早些實(shí)現(xiàn)自己的宏偉愿景，在自己擅長的領(lǐng)域，創(chuàng)造屬于自己的神話與傳奇。
參考文獻(xiàn)：
1.楊嘯濤，長壽命氘燈特性及其應(yīng)用，中國無機(jī)化學(xué)，2011，3，第1卷第1期。
2.李昌厚，氘燈質(zhì)量評(píng)價(jià)方法探討，分析儀器，2009，第4 期。
3. 楊三東，二極管陣列檢測器波長校準(zhǔn)方法研究及評(píng)價(jià)，中國測試，2018，7，第44卷，第7期。
文章來源：實(shí)驗(yàn)室儀器與分析 公眾號(hào)
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