Spektrométer kalibrálása: A spektrális mérések pontosságának biztosítása

Bevezetés:
A spektrométerek nagyon hasznos eszközök a fény jellemzőinek vizsgálatára a tudomány és az ipar számos területén. Az anyagok összetétele, szerkezete és tulajdonságai az általuk szolgáltatott optikai válaszokból következtethetők ki.

Azonban elengedhetetlen a spektrométerek megfelelő kalibrálása a pontos és konzisztens adatok előállítása érdekében. Kalibráció a beállítás eljárása spektrométer úgy, hogy hibamentes legyen. Ez a cikk a spektrométerek kalibrálásának értékét, a kalibrálási eljárást és a pontos spektrumértékek eléréséhez használt módszereket tárgyalja.

A spektrométer kalibrálásának fontossága:
A kémiai, fizikai, biológiai, környezeti és anyagelemzés mind a pontos spektrummérésektől függ. A spektrométerek kulcsfontosságúak a kémiai és biológiai folyamatok tanulmányozásában, valamint a vegyi anyagok azonosításában és mennyiségi meghatározásában, a molekulaszerkezetek meghatározásában, valamint az abszorpciós és emissziós spektrumok elemzésében.

Kalibrálása a spektrométer Ez egy alapvető lépés a mérések megbízhatóságának és pontosságának biztosítása érdekében. A spektrométer teljesítménye idővel romolhat különféle okok miatt, ami hibákhoz vezethet a műszer által gyűjtött spektrumadatokban.

A fényintenzitás, a detektor érzékenysége, az optikai beállítás változásai és a régebbi berendezések természetes öregedése néhány tényező, amely hozzájárulhat ezekhez a változásokhoz. Ha a spektrális mérések nincsenek megfelelően kalibrálva, helytelen következtetésekre juthatunk, helytelenül értelmezhetjük az adatokat, és a kísérletek eredményei alapján helytelen következtetésekre juthatunk.

A kalibrációs folyamat:
A spektrométer kalibrálása egy olyan eljárás, amelynek során a műszer leolvasásait hibák szempontjából ellenőrzik, majd ennek megfelelően beállítják. A spektrométerek kalibrálási folyamata gyártmányonként és modellenként eltérő lehet, de általában a következő lépésekből áll:

Fényforrás kalibrálása
A spektrométer fényforrását először kalibrálni kell. Ez garantálja a forrás fényintenzitásának és spektrumtulajdonságainak pontos mérését. A fényforrás kalibrálásához megmérik a kimenetét, és összehasonlítják egy elismert referenciaforrás kimenetével. A spektrométer kalibrálása a mért spektrum és a standard spektrum összehasonlításával történik.

Hullámhossz kalibrálás
A spektrométer használata lehetővé teszi a jelenlévő fény mennyiségének becslését számos különböző hullámhosszon. A pontos hullámhossz-mérésekhez nagyon fontos, hogy olyan spektrométerekkel rendelkezzünk, amelyek szabványos hullámhosszú forrásokhoz vannak kalibrálva.

Ennek érdekében bevett gyakorlat olyan kalibrációs standardok használata, amelyek vagy kibocsátanak, vagy visszavernek fényt az ismert hullámhosszakon. A spektrométer kalibrálása után lehetőség nyílik a spektrumban megfigyelhető jellemzők hullámhosszainak megfelelő hozzárendelésére. Ezt a mért spektrumok és a referencia spektrumok összehasonlításával lehet elérni.

Érzékelő kalibrálása
A spektrométerekben a detektorok a fényt elektromos impulzusokká alakítják. A detektor érzékenysége idővel csökkenhet olyan tényezők miatt, mint az életkor és a környezet.

Egy detektor kalibrálásához először meg kell mérni a válaszjelét, majd úgy kell beállítani, hogy az általa előállított eredmények pontosak legyenek. Erre a célra spektrálisan kalibrált fényforrások, valamint referenciaanyagok használhatók.

Sötétmérés és zajkorrekció
A mért fény intenzitása miatt már nagyon kis háttérjelek is okozhatják a mérések hibáját. spektrométer pontatlan és nem precíz lehet. A lámpák lekapcsolása után a méréseket sötétben végzik, hogy a rendszer természetes háttérzaját rögzíthessék.

A sötét jelet kivonják a következő megfigyelésekből, hogy javítsák a spektrális adatok megbízhatóságát. Ez csökkenti a rendszer által generált zaj hatását.

Optikai beállítás és kalibrálás
Ahhoz, hogy egy spektrométer megfelelően működjön, minden optikai alkatrészét pontosan egymáshoz kell igazítani. A mechanikai rendszer instabilitása vagy a nem megfelelő beállítás hibás leolvasásokhoz, valamint fényveszteséghez és a spektrum torzulásához vezethet.

A kalibrációs eljárások lehetővé teszik a műszer általános pontosságának növelését. Ezek az eljárások magukban foglalják a műszer optikai alkatrészeinek beállítását és korrekcióját az ideális fényáteresztés és fényszórás elérése érdekében.

Ábra: Spektrométer

Spektrométer kalibrálási technikák:
Spektrális vonal kalibrálása: A spektrométer kalibrálását ismert elemek vagy vegyületek által generált spektrális vonalak segítségével végzik. Mivel ezek a spektrális vonalak jól definiált hullámhosszal rendelkeznek, értékes standardként szolgálhatnak az érzékelők kalibrálásához.

Ezen vonalak mért hullámhosszainak az ismert értékekkel való összehasonlításával a spektrométer méréseiben előforduló hibák vagy eltolódások kimutathatók és kijavíthatók, így az adatok megbízhatóak.

Spektrális abszorpció vagy emisszió kalibrálása
Ez a megközelítés olyan anyagokat használ a spektrométer kalibrálásához, amelyek jól dokumentált abszorpciós vagy emissziós spektrummal rendelkeznek. Ezek a spektrumok online megtalálhatók.

A spektrométer válasza megváltoztatható ezen standardok abszorpciós vagy emissziós jellemzőinek mérésével, és az eredmények összehasonlításával az anyagok már megállapított spektrális mintázataival.

A kémiai elemzés és a környezet monitorozása csak két olyan terület, amelyek sokat profitálhatnak ebből a technológiából.

Optikai szál alapú kalibrálás
Amikor egy spektrométer kalibrálni kell, az optikai szál bemenetét speciális kalibrációs standardokkal lehet felszerelni, amelyeket aztán a műszer kalibrálására használnak. Ezen standardok spektrumjellemzői jól meghatározottak, és a spektrométer kalibrálható egy kalibrációs standardhoz csatlakoztatva.

Ez a stratégia olyan helyzetekben ragyog, amikor kihívást jelent közvetlenül egy normál referencia fényforráshoz jutni, például terepen.

Külső kalibrációs források
A spektrométerek kalibrálása külső kalibrációs források, például kalibrált lámpák vagy ismert spektrumjellemzőkkel rendelkező források használatával végezhető el. A spektrométer kalibrálása úgy végezhető el, hogy a spektrométer által vett spektrumokat összehasonlítjuk a műszer kalibrálásához használt forrásból kapott referenciaspektrumokkal.

Ezek a források bizonyos hullámhosszúságú vagy jól definiált spektrumeloszlású fényt bocsátanak ki. Ezt a módszert gyakran alkalmazzák UV-látható és fluoreszcens spektrométerekben.

Szoftveralapú kalibrálás
A mai spektrométerek többségéhez olyan kiegészítő szoftverek tartoznak, amelyek automatikusan kalibrálják a műszert. Ezek az alkalmazások nemcsak lépésről lépésre vezetik végig a felhasználót a műveleten, hanem automatizálják a szükséges számításokat és módosításokat is a pontos kalibrálás érdekében.

A szoftveralapú kalibrálás ajánlott más módszerekkel szemben, mivel könnyebben használható és hatékonyabb a különféle kalibrációs kritériumokat figyelembe vevő algoritmusok használata miatt.

Rendszeres karbantartás és újrakalibrálás
A spektrométerek rendszeres karbantartásának és újrakalibrálásának szükségessége miatt a műszer kalibrálásának technikája nem egyszeri probléma. Lehetséges, hogy a spektrométer pontossága és megbízhatósága idővel romlik a kopás, a hőmérséklet-változások és egyéb környezeti tényezők következtében.

A műszer hosszú távú pontosságát és megbízhatóságát növelő normál karbantartás magában foglalja a kalibrálást, a beállítást és az optikai alkatrészek tisztítását. Ezek csak néhány példa arra, hogy milyen teendőket lehet elvégezni.

Következtetés:
Elengedhetetlen, hogy a spektrométer kalibrálni kell a spektrum megbízható leolvasása érdekében. A spektrométerek ismert referenciaértékekhez való kalibrálásával, valamint az ebből a folyamatból eredő esetleges eltérések vagy hibák kijavításával jelentősen javítható a spektrumadatok pontossága, konzisztenciája és összehasonlíthatósága.

A spektrométer kalibrálása lehetővé teszi a legkülönbözőbb területeken dolgozó tudósok és mérnökök számára, hogy pontosabban vizsgálják, azonosítsák és monitorozzák a műszerrel monitorozott folyamatokat. LISUN a legjobb minőségű spektrométereket kínálja.

Spektrummérő berendezéseik kalibrálásával és a megfelelő kalibrációs módszerek alkalmazásával a kutatók és a gyakorlati szakemberek széles körben bővíthetik tudományos ismereteiket, minőségellenőrzésüket és döntéshozatalukat. Ezt a mérések pontosságának javításával érik el.

Lisun Az Instruments Limitedet megtalálta LISUN GROUP A 2003. LISUN minőségbiztosítási rendszert szigorúan ISO9001:2015 tanúsított. CIE tagként LISUN a termékeket a CIE, IEC és más nemzetközi vagy nemzeti szabványok alapján tervezték. Minden termék megfelelt a CE tanúsítványnak, és a harmadik fél laboratóriuma hitelesítette.

Fő termékek: goniofotométer, Integráló gömb, Spektrodiodiométer, Túlfeszültség-generátor, ESD szimulátor fegyverek, EMI vevő, EMC tesztberendezés, Elektromos biztonsági tesztelő, Környezetvédelmi Kamara, Hőmérséklet kamra, Klímakamra, Termikus kamra, Sópermet-teszt, Porvizsgáló kamra, Vízálló teszt, RoHS teszt (EDXRF), Izzó huzal teszt és a Tűláng teszt.

Ha bármilyen támogatásra van szüksége, forduljon hozzánk bizalommal.
Műszaki osztály: Service@Lisungroup.com, Cell/WhatsApp:+8615317907381
Értékesítési részleg: Sales@Lisungroup.com, Cell/WhatsApp:+8618117273997