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光纤光谱仪(光谱仪有什么用?)

来源:
2023-12-12
类别:基础知识
eye 8
文章创建人 拍明芯城

1、光谱仪有什么用?

原子发射光谱定性及定量是一种基于原子能级、能级跃迁和光子辐射原理的分析方法。

光谱仪采用原子发射光谱学的分析原理,样品经过电弧或火花放电激发成原子蒸汽,蒸汽中原子或离子被激发后产生发射光谱,发射光谱经光导纤维进入光谱仪分光室色散成各光谱波段,根据每个元素发射波长范围。通过光电管测量每个元素的最佳谱线。

每种元素发射光谱谱线强度正比于样品中该元素含量,通过内部预制校正曲线可以测定含量,直接以百分比浓度显示。光谱仪是光纤技术的引入,使待测物脱离了样品池的限制,采样方式变得更为灵活,利用光纤探头把光谱仪器的样品光谱源引到光谱仪器。

以适应被测样品的复杂形状和位置。由光纤引入光信号还可使仪器内部与外界环境隔绝,可增强对恶劣环境(潮湿气候、强电场干扰、腐蚀性气体)的抵抗能力,保证了光谱仪的长期可靠运行,延长使用寿命。光谱仪以电荷耦合器件阵列作为检测器。

对光谱的扫描不必移动光栅,可进行瞬态采集,响应速度极快,并通过计算机实时输出。采用全息光栅作为分光器件,杂散光低,提高了测量精度。应用计算机技术,极大地提高了光谱仪的智能化处理能力。

应用:

光谱仪就是应用这些理论基础,结合电子、机械、控制及数据处理等多学科知识形成的元素成份定性、定量分析的测试仪器。

光谱仪作为一种常规的元素成份测试仪器,已经广泛应用于水泥工业,对水泥生料的化学成份进行分析,进而对生产过程进行控制,确保了水泥生产的质量要求。

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2、光纤光谱仪的操作步骤和使用方法?

据我所用过的高利通的光纤光谱仪的使用方法:

开机步骤

1 开光谱仪电源

2 开计算机电源

3 在文件管理器中用鼠标指到对应图标,此时出现应用窗口,仪器已准备好,可选用适 当方法进行分析操作

光纤光谱仪(光谱仪有什么用?)

3、光纤光谱仪的原理和应用的如何选择合适的光栅

衍射光栅是一种把入射的多色光分解成它所包含的单色光的光学元件。光栅是由一系列等宽等间距的平行凹槽构成的,而这些凹槽是在镀反射膜的基底材料上刻划制成的。

按照 凹槽形成方式的不同可以把光栅分成两种:全息光栅和刻划光栅。刻划光栅是 用刻划机上的钻石刻刀在涂薄金属反射表面上机械刻划而成 ;而全息光栅则是由激光束干涉图样和光刻过程形成的。

光纤光谱仪中的光栅要由用户指定,并永久安装在光谱仪中。接下来用户就要说明所需要的波长范围。有时光栅的标称可用光谱范围大于照射到探测器上的光谱范围,这时为了覆盖更宽的光谱范围,可选择双通道或三通道光谱仪。这些主通道和从通道可以选择不同的光栅。类似的,双通道或三通道光谱仪也可以使用户在更宽的光谱范围内实现更高的分辨率。

在光谱仪介绍部分,对于每种光谱仪型号都有一个光栅选择表。介绍了如何理解这些光栅选择表。光谱仪的光谱范围取决于光栅的起始波长和光栅线对数。波长越长则色散效应越大,光栅所覆盖的波长范围就越小。

而整台光谱仪的效率则由光纤的传输效率、光栅和反射镜的效率、探测器及其膜层灵敏度的效率共同决定。

*注:取决于光栅的起始波长;波长越长,光栅色散越大,实际光谱范围越小

4、光纤光谱仪的功能介绍

由于光谱本身的多级衍射影响,采用滤光片可以降低多级衍射的干扰。和常规光谱仪不同的是,光纤光谱仪是在探测器上镀膜实现,此部分功能在出厂时需要安装就位。同时此镀膜还具有抗反射的功能,提高系统的信噪比。

光谱仪的性能主要是由光谱范围、光学分辨率和灵敏度来决定。对以上其中一项参数的变动通常将影响其它的参数的性能。

光谱仪主要的挑战不是在制造时使所有的参数指标达到最高,而是使光谱仪的技术指标在这个三维空间选择上满足针对不同应用的性能需求。这一策略使光谱仪能够满足客户以最小的投资获取最大的回报。这个立方体的大小取决于光谱仪所需要达到的技术指标,其大小与光谱仪的复杂程度以及光谱仪产品的价格相关。光谱仪产品应该完全符合客户所要求的技术参数。 光谱范围较小的光谱仪通常能给出详细的光谱信息,相反大范围光谱范围有更宽的视觉范围。因此光谱仪的光谱范围是必须明确指定重要的参数之一。

影响光谱范围的因素主要是光栅和探测器,根据不同的要求来选择相应的光栅和探测器。 说起灵敏度,重要的是要区分开光度学中的灵敏度(光谱仪所能探测到的最小信号强度)还是化学计量学中的灵敏度(光谱仪能够测量到的最小吸收率差)。

a.光度灵敏度

对于如荧光和拉曼等需要高灵敏度光谱仪的应用,我们建议选择采用热电制冷型1024像素二维面阵CCD探测器的SEK热电制冷型光纤光谱仪,而且还要选择探测器聚光透镜、金反射镜、较宽的狭缝(100μm或者更宽),该型号可以采用长积分时间(从7毫秒到15分钟)来提高信号强度,并可以降低噪声和提高动态范围。

b.化学计量灵敏度

为了能探测出两个幅值很接近的吸收率数值,不但要求探测器的灵敏度高,还要求信噪比高。信噪比最高的探测器是SEK光谱仪中的热电制冷型1024像素二维面阵CCD探测器,信噪比是1000:1。而通过多幅光谱图平均也可以提高信噪比,平均次数的增加,会导致信噪比以平方根的速度提高,比如,100次平均可以10倍提高信噪比,达到10000:1了。 光学分辨率是衡量分光能力的重要参数。如果您需要很高的光学分辨率,我们建议您选择1200线/毫米或者更高线对数的光栅,同时选择窄狭缝和2048或3648像素的CCD探测器。

5、光谱分析仪器设备有那些?

光谱仪的简单分类

1可见分光光度计、紫外分光度计(UV)即利用不同物质在吸收紫外光能量的情况不同,从而可根据吸收光谱上的某些特征波长处的吸光度的高低判别或测定该物质的含量此外,朗伯-比耳定律(Lambert-Beer)是光吸收的基本定律。

组成:辐射源(光源)、色散系统、检测系统、吸收池、数据处理机、自动记录器及显示器等部件。

用途:主要用于研究物质的成分、结构和物质间相互作用,在食品和环境以及医药等行业广泛用于定性定量检测。

品牌:美谱达、上海元析、岛津、珀金埃尔默、上分、赛默飞、棱光技术、舜宇恒平

由高压汞灯或氙灯发出的紫外光和蓝紫光经滤光片照射到样品池中,激发样品中的荧光物质发出荧光,荧光经过滤过和反射后,被光电倍增管所接受,然后以图或数字的形式显示出来。

组成:光源、激发单色器:发射单色器、 样品室、 检测器

用途:对经光源激发后产生荧光的物质或经化学处理后产生荧光的物质成份分析,可应用于生物化学、生物医学、环境化工等部门。

品牌:赛默飞、上海棱光、天津港东、天津拓普、上海三科

型号:F96系列、F97系列;F-380型、F-320型、F-280型;WFY-28型;970CRT型

3原子吸收光谱仪(AAS)仪器从光源辐射出具有待测元素特征谱线的光,通过试样蒸气时被蒸气中待测元素基态原子所吸收,由辐射特征谱线光被减弱的程度来测定试样中待测元素的含量。

组成: 光源、原子化器、分光系统、检测系统

用途:因原子吸收光谱仪的灵敏、准确、简便等特点,现已广泛用于冶金、地质、采矿、石油、轻工、农业、医药、卫生、食品及环境监测等方面的常量及微痕量元素分析。

品牌:珀金埃尔默、岛津、东西分析

4原子荧光光谱仪(AFS)5红外光谱仪(IR)

FTIR-680傅里叶变换型6近红外光谱仪(NIR)7X射线荧光光谱仪(XRF)8光电直读光谱仪(OES)9激光拉曼光谱仪(RAMAN)10等离子体发射光谱仪(ICP)11火焰光度计12光栅光谱仪13光纤光谱仪

2荧光分光光度计(FLUORO)

光谱分析仪器设备有那些?

光谱分析仪器是一种用于测量发光体的辐射光谱,即发光体本身的指标参数的仪器。根据现代光谱仪器的工作原理,光谱仪可以分为两大类:经典光谱仪和新型光谱仪.经典光谱仪器是建立在空间色散原理上的仪器;新型光谱仪器是建立在调制原理上的仪器.经典光谱仪器都是狭缝光谱仪器.调制光谱仪是非空间分光的,它采用圆孔进光根据色散组件的分光原理,光谱仪器可分为:棱镜光谱仪,衍射光栅光谱仪和干涉光谱仪.光学多道分析仪OMA (Optical Multi-channel Analyzer)是近十几年出现的采用光子探测器(CCD)和计算机控制的新型光谱分析仪器,它集信息采集,处理,存储诸功能于一体.由于OMA不再使用感光乳胶,避免和省去了暗室处理以及之后的一系列繁琐处理,测量工作,使传统的光谱技术发生了根本的改变,大大改善了工作条件,提高了工作效率;使用OMA分析光谱,测盆准确迅速,方便,且灵敏度高,响应时间快,光谱分辨率高,测量结果可立即从显示屏上读出或由打印机,绘图仪输出.目前,它己被广泛使用于几乎所有的光谱测量,分析及研究工作中,特别适应于对微弱信号,瞬变信号的检测.

光谱分析仪器设备

应该包括发射光谱仪、吸收光谱仪(重要有原子吸收 光谱仪、红外光谱仪、紫外可见光谱仪)。

(1) 光源 提供强度大、稳定、而且发光面积小的连续光谱或线光谱的装置。紫外分子吸收分光光度计常用的光源有氢灯和氘灯,可见分子吸收分光光度计常用的光源有钨灯和卤钨灯,红外分子吸收分光光度计常用的光源有硅碳棒,能斯特灯;原子吸收分光光度计常用的光源有空心阴极灯。

(2)单色器 将连续光按波长顺序色散,并从中分离出一定宽度的波带的装置。单色器一般由光栅或棱镜、狭缝、准直镜三部分组成。

(3)样品池 用来存留被测样品的器皿或装置。紫外分子吸收常用石英池,可见分子吸收常用玻璃池,红外分子吸收用岩盐材料制作的液体池、气体池、固体池;原子吸收为原子化器。

(4)检测器 将光信号转换成电信号的装置。紫外-可见吸收常用光电池、光电管、光电倍增管、光二极管阵列检测器。红外吸收常用热电偶、高莱槽和电阻测辐射热计。

(5)讯号处理及显示系统 讯号处理包括讯号放大、数学运算与转换等。显示系统包括电表显示、数字显示、荧光屏显示、结果打印等。

根据现代光谱仪器的工作原理,光谱仪可以分为两大类:经典光谱仪和新型光谱仪。经典光谱仪器是建立在空间色散原理上的仪器:新型光谱仪器是建立在调制原理上的仪器。经典光谱仪器都是狭缝光谱仪器。调制光谱仪是非空间分光的,它采用圆孔进光根据色散组件的分光原理,光谱仪器可分为:棱镜光谱仪,衍射光栅光谱仪和干涉光谱仪.光学多道OMA(Optical Multi-channel Analyzer)是近十几年出现的采用光子探测器(CCD)和计算机控制的新型光谱分析仪器,它集信息采集,处理,存储诸功能于一体。由于OMA不再使用感光乳胶,避免和省去了暗室处理以及之后的一系列繁琐处理,测量工作,使传统的光谱技术发生了根本的改变,大大改善了工作条件,提高了工作效率:使用OMA分析光谱,测盆准确迅速,方便,且灵敏度高,响应时间快,光谱分辨率高,测量结果可立即从显示屏上读出或由打印机,绘图仪输出。它己被广泛使用于几乎所有的光谱测量,分析及研究工作中,特别适应于对微弱信号,瞬变信号的检测。


责任编辑:David

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标签: 光纤光谱仪

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