MehrkanalspektrometerEs ist eine Schlüsselausrüstung für die optische Messung und Analyse und vereint fortgeschrittene optische und elektronische Technologien, um effizient und präzise spektrale Informationen über Stoffe zu erhalten, die in vielen Branchen eine wichtige Rolle spielen. Es wird auf der Grundlage der Absorptions-, Emissions- oder Streueigenschaften verschiedener Wellenlängen analysiert. Das eingebaute optische System des Instruments zerlegt zuerst das zusammengesetzte Licht aus der Lichtquelle in einfarbiges Licht, das nach Wellenlängenreihenfolge angeordnet ist, und der Mehrkanaldetektor kann gleichzeitig optische Signale mit verschiedenen Wellenlängen erkennen und umwandeln, das optische Signal in ein elektrisches Signal umwandeln und dann durch ein Datenverarbeitungssystem spektrale Daten erhalten.
MehrkanalspektrometerSeine Komponenten umfassen hauptsächlich die folgenden Kernmodule, die zusammenarbeiten, um die Erfassung und Analyse von Spektren zu ermöglichen:
1. Lichtquellensystem
Funktion: Bereitstellung von Stimulations- oder Beleuchtungslicht, so dass die Probe erkennbare Lichtsignale (wie reflektiertes Licht, Fluoreszenz, Streulicht usw.) erzeugt.
Häufige Typen:
Kontinuierliche Lichtquellen: wie Deuteriumlampen (UV-Zone), Halogenwolframlampen (sichtbar - nahe Infrarot), Xenonlampen (UV-sichtbar) usw. eignen sich für die herkömmliche Absorption und Reflexionsspektromessung.
Pulslichtquellen: wie Laser (gut monochrom), geeignet für Szenarien mit Fluoreszenz, Raman-Spektrum usw., die eine bestimmte Wellenlänge erfordern.
Zusatzteile: einschließlich Lichtquellstabilisator (für eine stabile Lichtintensität), Linse oder Faser (für die Leitung des Lichts zur Probe oder Monochromer).
2. Probenraum / Probenpool
Wirkung: Die Probe platziert und die Wechselwirkung zwischen Licht und Probe erreicht (z. B. Absorption, Reflexion, Transmission, Streuung usw.).
Eigenschaften:
Entwerfen Sie verschiedene Probengeräte je nach Probenmorma (Feststoff, Flüssigkeit, Gas), z. B. für flüssige Proben werden häufig Quarzschalen verwendet, für feste Proben werden Reflexionssonden oder Probentesche verwendet.
Einige Geräte sind mit Thermostaten, Rühreinrichtungen und anderen Geräten ausgestattet, um sich an die Messanforderungen spezieller Proben (wie biologische Proben, chemische Reaktionssysteme) anzupassen.
Spektralsystem (Monochromator)
Wirkung: Die Aufteilung des zusammengesetzten Lichts in einfarbiges Licht, das in der Reihenfolge der Wellenlänge angeordnet ist, ist eines der Kernbauteile des Spektrometers.
Hauptbestandteile:
Eingangsspalt: Begrenzen Sie die Breite des einfallenden Lichts, reduzieren Sie die Diffusion und verbessern Sie die Spektralauflösung.
Horizontale Spiegel: Wandelt das emittierende Licht durch die Schlitze in paralleles Licht um und projiziert es auf die Diffuse-Elemente.
Diffusionskomponenten: Die Diffusion (Spektrifizierung) des Lichts zu erreichen, die üblichen Typen sind:
Raster: Spektrifizierung durch Diffraktion und Interferenz des Lichts, hohe Diffusionsrate und breiter Wellenlängenbereich sind die Hauptwahl.
Prisma: Spektrifizierung mit dem Brechprinzip des Lichts, geeignet für einen bestimmten Wellenlängenbereich (z. B. sichtbares Licht), aber mit einer niedrigeren Diffusionsrate.
Fokussierungsspiegel: Fokussiert das monochrome Licht nach der Diffusion auf den emittierenden Schlitz oder das Detektorarray.
IV. Erkennungssystem
Funktion: Wandelt ein optisches Signal (Photonen) in ein elektrisches Signal (Strom oder Spannung) um und führt eine vorläufige Verstärkung durch.
Kernbauteile:
Mehrkanäle-Detektor-Array: Dies ist der entscheidende Unterschied zwischen einem Mehrkanäle-Spektrometer und einem Einkanäle-Spektrometer, der in der Lage ist, Lichtsignale mit mehreren Wellenlängen gleichzeitig zu erkennen, ohne dass sich Teile bewegen müssen, um Wellenlängen zu scannen, was die Erkennungsgeschwindigkeit erheblich erhöht. Häufige Typen sind:
Ladungskopplungsgerät (CCD): geeignet für UV-sichtbare Zonen, hohe Empfindlichkeit, schnelle Reaktionsgeschwindigkeit und weit verbreitet für konventionelle Spektralanalyse.
Photodioden-Array (PDA): Kurze Reaktionszeiten für die Überwachung schneller dynamischer Prozesse wie z. B. der Dynamik chemischer Reaktionen.
Infrarot-Detektor-Arrays (z. B. MCT-Arrays für Cadmium-Quadricksilber): geeignet für Infrarot-Spektrum-Gebiete und mit einer Kälteanlage zur Geräuschreduzierung.
Signalverstärkungskreis: Verstärkt das schwache elektrische Signal, das vom Detektor ausgegeben wird, um die Nachbearbeitung zu erleichtern.
V. Datenverarbeitung und Steuerungssysteme
Aufgabe: Erfassung, Umwandlung, Analyse von elektrischen Signalen und Steuerung des Betriebs der einzelnen Komponenten des Instruments (wie Lichtquellenschalter, Wellenlängenkalibrierung usw.).
Zusammensetzung:
Datenerfassungskarte: Konvertiert analoge elektrische Signale in digitale Signale und überträgt sie an einen Computer.
Softwaresystem: Realisiert die Echtzeit-Anzeige, Speicherung, Analyse von Spektraldaten (z. B. Spitzendetektion, Basislinienkorrektur, Spektralpassung usw.) und bietet die Bedienungsoberfläche des Instruments (Parametereinstellung, Methodenbewertung usw.).
Steuersystem: Koordiniert die Arbeit der Lichtquelle, des Spektralsystems und des Detektors durch Mikroprozessor oder Computeranweisungen, um einen stabilen Betrieb des Instruments zu gewährleisten.