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如何选配微型光纤光谱仪 光纤光谱仪技术指标

时间:2020-07-29    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
测量光谱选择多少像素探测器的光谱仪合适?大部分用户的回答是越多越好。但事实上真的如此吗?正如您可能预料到,这种说法不完全正确。对于一个特定的应用,在选择较为合适的光谱仪时,需要考虑很多因素。

光学分辨率是配置光谱仪时经常被考虑的主要因素之一,正是追求高分辨率导致用户要求尽可能多的探测器象素数。而实际上光学分辨率是由探测器的像素数与狭缝宽度和光栅线对数共同决定的。当讨论分辨率时,通常色散或用波长范围除以像素数。半高全宽值(FWHM),即最大峰值光强一半处所对应的谱线宽度是一种表述分辨率更好的方法(见图)。用FWHM可以对不同光谱仪的实际光学性能进行直接对比。用这种表示方法可以避免一些缺陷,例如:有的光栅并没有用到全部像素;采用交叉式 Czerny-Turner光路设计的光谱仪中,光学系统不能把狭缝清晰地成像在探测器上,这是由于光路中过大的反射角和固有的系统放大倍率造成的。

灵敏度是配置光谱仪时所需要考虑的另一个因素。现在的主流微型光谱仪都采用线阵探测器,所以灵敏度跟像素数没有任何关系。但面阵探测器例外,因为面阵探测器在垂直方向的每个像素都会被累积,在某种意义上垂直方向上的所有像素的累积可以被看成一个更大的像素。因此,在考虑某种应用对灵敏度的要求时,更重要的是看探测器的响应曲线。右图中给出了几种典型探测器的灵敏度响应曲线。如果是应用在可见光区,可以选用几种不同品牌的CCD探测器而无须考虑其象素数。而越靠近近红外区,CCD的灵敏度越低,这时就需要选择在近红外区灵敏度高的探测器。

信噪比也是选配光谱仪的一个因素。对于CCD光谱仪,较高的灵敏度导致了较低的信噪比。在一定范围内,可以通过对光谱进行多次平均来提高信噪比。平均次数的平方根恰好是信噪比提高的倍数。例如,光谱平均100 次,信噪比能提高10 倍。有些应用需要较高的信噪比,此时用户应当比较在光谱仪中的光学平台和探测器的综合信噪比。需要强调的是,用户一定要搞清楚厂家给出的信噪比是不是整个光谱仪系统的信噪比,因为只有整个光谱仪系统的信噪比才是较为重要的。一个信噪比高的探测器配一个性能不高的光路,那么它的高信噪比就没有实际意义。比较不同探测器和光谱仪间的信噪比的比较好的方法是:测量100 次,然后对每个像素计算平均值和标准偏差,信噪比等于平均值除以标准偏差。测量信噪比时,信号强度应当接近饱和,并设置正确的平滑值(如果需要的话)。

光栅选择是最比较复杂的。通常有两个因素决定了光栅的选择:波长范围和光学分辨率。波长范围受限于所选择的探测器或光栅,或二者都有。光学分辨率不仅受限于光栅,还受限于狭缝宽度和探测器的像素数和像元尺寸)。还要考虑第三个因素,即光栅还会影响系统的灵敏度,这是因为不同的光栅的闪耀波长(即最高效率)位置各不相同。当对系统进行比较优化配置时,可以查看一下光栅的效率曲线。左图中是几种典型的600 线/mm光栅的效率曲线,效率最高点从紫外区到近红外区。如果您可能很难在光谱范围,光学分辨率和灵敏度间进行取舍,不要犹豫,请与我们联系。或许您可以选择双通道或多通道光谱仪,使得在很宽的光谱范围内的都得到很高的分辨率,并保持很高的效率。

我提到狭缝了吗?微型光谱仪有多种狭缝尺寸供您选择,狭缝安装在光纤接头处(见图4),并且被永久的固定在光谱仪上。有两点需要记住,狭缝越小,光学分辨率越高;狭缝越大,进入光学平台的光通量越多,即灵敏度越高。从本质上说,需要折中兼顾光谱仪的分辨率和灵敏度。

幸好,选择光谱仪的其他选项会相对容易一些。例如,对于波长小于360nm的紫外应用,必须要给普通的CCD探测器增加一种紫外增强镀膜-DUV。而其它探测器,比如薄型背照式CCD或CMOS则不需要这个选项。而为了避免二级衍射效应的影响,可以通过在探测器的保护窗上镀特殊膜层或安装一个长通滤光片。其它的选项则跟应用有关,比如非线性校准和辐射定标只有在进行辐射测量时才需要。

假设需要配置一套用于测量液体样品荧光的光谱系统,为简单起见假设样品被置于一个标准比色皿中,那么我们该如何考虑配置光谱仪呢?首先,我们应该考虑波长范围和光学分辨率。大多数荧光测量装置都选用紫外波段的激发光,而产生的荧光则在可见光区。如果我们想要同时测量激发光和荧光,可以选用能覆盖200-1100nm的宽光谱光谱仪。如果我们想避开激光发而只测量荧光,可以选择窄波段的光谱仪,比如360-1100nm或500-1100nm,这两种配置可以选用300线/mm或600 线/mm的光栅。

经验告诉我们荧光信号通常比较弱,峰宽或者半高全宽(FWHM)比较大。考虑到这些因素,我们应该选用一种灵敏度高的探测器,比如CCD探测器,同时使用一个相对较宽的狭缝,比如200 微米。宽狭缝可以保证更多的信号光进入光谱仪,当然另一方面降低了系统的分辨率。由于荧光的谱带通常较宽,分辨率的影响可以不用考虑。回顾前面提到的光栅选择(如300 线/mm或600 线/mm),所对应的光学分辨率分别是8nm和4nm,这个分辨率对于荧光测量来说已经足够了。

除了光谱仪,我们还需要考虑种类纷杂的光源和采样附件,但这已经超出了这篇文章的范畴。正如上面的例子所表明的,通过一些简单的步骤就就可以配置好满足您应用的微型光谱仪。较为重要的是,不必犹豫尽管向我们咨询有关仪器的一切问题,我们将会给您一套比较适合您应用的光谱仪配置。
光纤光谱仪的故障处理的故障处理

    光纤光谱仪又称分光仪,广泛为认知的为直读光谱仪。以光电倍增管等光探测器测量谱线不同波长位置强度的装置。它由一个入射狭缝,一个色散系统,一个成像系统和一个或多个出射狭缝组成。

 

    以色散元件将辐射源的电磁辐射分离出所需要的波长或波长区域,并在选定的波长上(或扫描某一波段)进行强度测定。

    光纤光谱仪故障的检查:

    1、检查仪器和所有附件插座都插好并接通电源

    2、保证光纤光谱仪(如果附带电源)都插好并接通,由于光纤光谱仪有不同种类,可参照每个激光器的说明书获取进一步的帮助。

    3、在有两个或多个激光器的系统中,确保联锁系统设置在正确的位置上,正确的激光器被接通。

    4、检查仪器的外罩处于安全的关闭状态,联锁装置正在运转。

    5、如果以上操作都已经检查过,你就可以准备进行光谱测试了。将样品放置在显微镜下,启动光谱操作软件,如果你仍不能得到光谱,检查下面各项。

    6、保证样品被正确地放置在显微镜下,即样品被精确地聚焦并照射在样品正确的位置上。测量时经常需改变不同的测试区域以避免因样品不纯带来一些非期望结果的可能。

    7、保证激光正确辐照在样品上,保证显微镜光圈的孔径设置正确并处于正确的位置上(不同品牌的光纤光谱仪按各自的要求处理)。

    8、检查光纤光谱仪所有软件窗口的设置是否正确。

    光纤光谱仪解决了快速测量问题,避免测量过程中环境和光照等变化引起误差。没有机械运动部件,波长定位取决于探测器的光敏元序号,因此重复性好、精度高,同时具有结构简单、体积小、重量轻、功耗低等特点,是一种携带式仪器。

    该仪器全部操作由微处理器控制,软件丰富。

    具有显示或修改时间;手动或自动寻找积分时间,并显示及修改控制方式和积分时间;求平均值可在1~15之问任意选择;显示测量数据记录器;由RS232接口与微机通讯;微机屏幕作图及打印数据表;计算积分;计算一阶导数功能等。

标签: 光纤光谱仪
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便携式光纤光谱仪的拆解

    拆解便携式光纤光谱仪的过程,不同部件分别起到什么作用呢,下面维库小编就带你一起来看下。

    便携式光纤光谱仪广泛应用于冶金、铸造、机械、金属加工、汽车制造、有色、航空航天、兵器、化工等领域的生产过程控制,中心实验室成品检验等,可用于Fe、Al、Cu、Ni、Co、Mg、Ti、Zn、Pb等多种金属及其合金样品分析。

 

    便携式光纤光谱仪可对片状、块状以及棒状的固体样品中的非金属元素(C、P、S、B等)以及金属元素进行准确定量分析。

    便携式光纤光谱仪详细操作:

    1、拆机

    (1)打开激发台门,取下防护板。然后拧松紧固电极的黑色旋钮,将电极压下去或t者小心取出。

    (2)拧松激发台的两个固定螺丝,将激发台与光路接口部分小心拔开。

    (3)取出石英杯及两个O型环,用酒精、脱脂棉或医用纱布将激发台、石英杯、电极底座、O型环、电极依次擦干净。如果激发台里脏得厉害,可以先用吸尘器吸,然后再擦。

    (4)将石英杯、O型环放回原处,.固定好激发台。

    (5)将电极装回原处,用电极量规调整好电极与激发台面的距离。

    (6)拧紧紧固电极的黑色旋钮。

    2、擦透镜

    (1)按清理激发台火花室的操作将激发台取出,将激发台档板里侧的光路开关由开的位置(Open)用手完全拨到关的位置(Close)。

    (2)将激发台档板内侧透镜的加热xian卡子小心用手取下

    (3)用手小心将光路部分向外拔出。不要过分弯曲附在光路通道上的细铜管。(必须小)心,缓慢)。

    (4)拧松透镜底部的两个固定黄铜螺丝,以便松开锁紧夹。

    (5)顺时针方向将红色刻花球形柄拧几扣,能看到将透镜顶出来,然后将透镜底座的两个开口部分与夹头黄铜螺丝对齐,大约转动1/8圈,小心取出透镜(带底座),同时在取透镜时还要小心不要被烫到。用绸布蘸取酒精小心擦拭,注意不要用硬物擦伤碰透镜。

    (6)擦完透镜后,先将透镜装回原位,注意将透镜底座的两个开口部分对准黄铜螺丝,并且红色的球形柄要反时针拧几扣,使它的螺丝头面低于透镜底座或保持在同一平面,否则透镜装不合适。

    (7)装上透镜后,将透镜底座的两个开口位置与黄色螺丝错开位置,并拧紧黄色螺丝夹头,此时透镜的位置与先前取下的透镜加热导线卡子是比较垂直的。

    (8)把光路开关由关Close完全拨到开Open的位置,然后把光路部分小心装上。

    (9)按顺序将激发台及火花室部分装好。最后别忘记用量规调整电极的距离,当透镜清理干净后,别再用手指触及他的表面。

    便携式光纤光谱仪主要特点:

    强大的电池功能以及模块化设计适合各种复杂环境的检测

    便携式光纤光谱仪出现排气不畅故障,氩气排气管路堵塞,火花室下部的弯头内有异物,氩气过滤器入口端有异物。

    一般这种情况需要更换排气管,并定期对排气管路进行吹扫。

    便携式光纤光谱仪有时候会出现真空泵不自动启动故障。这个时候需要先看泵油温度是否较低,重新断电后,手动启动真空泵,有时需停顿一下,再试。

    有时候也会出现真空值下降快的情况,我们需要真空值曲线是否平缓,否则,有漏气的地方,检查真空室真空盖密封性,更换密封圈或对角紧固螺丝。

    一般情况下光谱仪光强值下降,原因一般多为透镜脏,或者入射狭缝污染和光纤老化,这个时候需要我们擦拭透镜,清理狭缝,更换光纤。

    便携式光纤光谱仪P、S稳定性不好,检查真空泵是否被误关掉,真空光路镜片是否需要清洗,一个维护不好的光路会导致错误的重现性和分析结果。需要我们检查真空泵及清洗镜片。

标签: 光纤光谱仪
光纤光谱仪 便携式光纤光谱仪的拆解_光纤光谱仪

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