分析儀器是用來(lái)測(cè)定物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和某些物理特性的儀器。物質(zhì)分析包括定性分析、定量分析、結(jié)構(gòu)分析和某些物理特性的分析。
不同物質(zhì)在各種物理和化學(xué)性質(zhì)上都存在質(zhì)的和量的差異顏色、氣味、導(dǎo)熱系數(shù)、吸收光能的波長(zhǎng)和磁性的不同等分析儀器正是利用這些特點(diǎn)來(lái)完成定性分析和結(jié)構(gòu)分析的。
不過(guò)大多數(shù)物質(zhì)在各種物理和化學(xué)特性上往往沒(méi)有質(zhì)的不同只有量的差異而且這種差異往往并不十分顯著。因此利用分析儀器來(lái)進(jìn)行定性分析首先必須充分地認(rèn)識(shí)待分析物質(zhì)以及與其共存的其他物質(zhì)的各種物理和化學(xué)特性以它們質(zhì)的不同或量的顯著差異作為選用或制造分析儀器的依據(jù)。
用分析儀器進(jìn)行定量分析是以物質(zhì)存在量與轉(zhuǎn)換成的某種物理量(如電量、熱量等)之間具有一定的函數(shù)關(guān)系為依據(jù)的。例如紅外分光光度計(jì)是根據(jù)待測(cè)物吸收特定波長(zhǎng)的輻射能的不同將所吸收的輻射能轉(zhuǎn)換成熱能或進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成電量通過(guò)對(duì)電量的測(cè)量就可以確定待測(cè)物質(zhì)的存在量。
分析儀器的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，有的用于生產(chǎn)過(guò)程分析有的用于環(huán)境監(jiān)測(cè)還有許多用于各個(gè)學(xué)科和企業(yè)部門(mén)的實(shí)驗(yàn)室。為了適應(yīng)不同的需要分析儀器的結(jié)構(gòu)比較龐雜。現(xiàn)代許多分析儀器已配有微處理器或微型計(jì)算機(jī)其功能更為完備尤其是儀器本身的自動(dòng)化程度大為提高。
分析儀器一般由取樣系統(tǒng)、樣品調(diào)節(jié)系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、信號(hào)處理和顯示系統(tǒng)、條件補(bǔ)償系統(tǒng)、電源等幾部分組成。
取樣系統(tǒng)的任務(wù)是將一定量的、能真實(shí)代表待分析對(duì)象的樣品取出，拉力試驗(yàn)機(jī)并送入各個(gè)測(cè)量環(huán)節(jié)。取樣系統(tǒng)可包括：能耐各種介質(zhì)腐蝕、高溫、高壓、低溫和低壓等各種條件的取樣管、取樣器；抽吸或增壓、減壓裝置；以及除去有害或?qū)Ψ治鲇懈蓴_的雜質(zhì)的一系列過(guò)濾器和反應(yīng)器等。
樣品調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)取得的樣品流進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚硎蛊鋲毫Α�溫度和流量等參�?shù)符合分離系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)的要求。因此它可能包括壓力、溫度和流量等參數(shù)的比較簡(jiǎn)易的調(diào)節(jié)裝置。
在大型分析儀器或各種譜儀中為了實(shí)現(xiàn)多組分分析或樣品的全分析往往都采取先分離后檢測(cè)的辦法即利用物理或化學(xué)主法分離，分析樣品中的各種組分。例如色譜儀中的色譜柱、質(zhì)譜儀中的質(zhì)量分析器等就是最典型的分離系統(tǒng)。
檢測(cè)系統(tǒng)是分析儀器的核心它將各種成分量、結(jié)構(gòu)量和物性量轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的各種電量(如電阻、電容、電流、電壓和頻率等)。在分析儀器中上述各種量往往不能直接轉(zhuǎn)換成易于測(cè)量的電量一般須經(jīng)過(guò)中間轉(zhuǎn)換如先轉(zhuǎn)換成溫度、壓力或光通量等而后再轉(zhuǎn)換為電量。由成分量或結(jié)構(gòu)量的變化所引起的轉(zhuǎn)換量的變化十分微小如轉(zhuǎn)換為溫度時(shí)可低達(dá)十萬(wàn)分之一攝氏度的變化量并精確定量。因此分析儀器的檢測(cè)器結(jié)構(gòu)往往比較復(fù)雜對(duì)工藝、材料的要求也較高。
信號(hào)處理和顯示系統(tǒng)的任務(wù)是將檢測(cè)器的輸出信號(hào)加以處理、顯示。分析儀器往往對(duì)被測(cè)對(duì)象的介質(zhì)條件和環(huán)境條件如環(huán)境氣氛、溫度、壓力和電源參數(shù)等十分敏感。為了保證精確度對(duì)這些條件都有較高的要求。為了降低這些要求在儀器內(nèi)部往往設(shè)計(jì)有對(duì)各種條件波動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难b置以消除或降低條件波動(dòng)對(duì)測(cè)量造成的影響。
分析儀器廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控、環(huán)境保護(hù)、生物化學(xué)和醫(yī)療、空間探索和軍事等各個(gè)領(lǐng)域是現(xiàn)代科學(xué)研究中一種重要的技術(shù)手段。
分析儀器主要有兩種分類方法：根據(jù)所應(yīng)用的物理和化學(xué)原理分類可以分為電化學(xué)式、熱學(xué)式等十類；根據(jù)所施加的能量形式分類有光能式熱能式和電磁場(chǎng)式等