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了解便携式光谱仪的部件功能选中一文就行

发布时间:2021-02-03      点击次数:152
  便携式光谱仪是光学仪器的主要构成部分。由于其检测精度高、速度快等优点,已成为光谱测量学中使用的重要测量仪器被广泛应用于农业、生物、化学、地质、食品安全、色度计算、环境检测、医药卫生、LED检测、半导体工业、石油化工等领域 。
  光栅
  光栅的选择取决于光谱范围以及分辨率的要求。对于光纤光谱仪而言,光谱范围通常在200nm-2500nm之间。由于要求比较高的分辨率就很难得到较宽的光谱范围;同时分辨率要求越高,其光通量就会偏少。对于较低分辨率和较宽光谱范围的要求,300线/mm的光栅是通常的选择。如果要求比较高的光谱分辨率,可以通过选择3600线/mm的光栅,或者选择更多像素分辨率的探测器来实现。
  狭缝
  较窄的狭缝可以提高分辨率,但光通量较小;另一方面,较宽的狭缝可以增加灵敏度,但会损失掉分辨率。在不同的应用要求中,选择合适的狭缝宽度以便优化整个试验结果。
  探测器
  探测器在某些方面决定了光纤光谱仪的分辨率和灵敏度,探测器上的光敏感区原则上是有限的,它被划分为许多小像素用于高分辨率或划分为较少但较大的像素用于高敏感度。通常背感光的CCD探测器灵敏度要更好一些,因此可以某个程度在不灵敏度的情况下获得更好的分辨率。近红外的InGaAs探测器由于本身灵敏度和热噪声较高,采用制冷的方式可以有效提高系统的信噪比。
  滤光片
  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至高,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小的投资获取大的回报。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
  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。
  灵敏度
  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。信噪比至高的探测器是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。
  分辨率
  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。
  光谱检测作为一项先进的测量技术,运用了光、色、热等技术,准确分析出成分信息。这种技术加速了人类科学研究前进的步伐,同时也在生产制造领域保障了产品的质量。
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