Sare-espektrometroa

Edukia
1. Zer da sare-espektrometroa?
    1.1 Zer da saretzea?
    1.2 Nola hautatu sareta?
    1.3 Sare-espektrometroaren parametro nagusiak
    1.4 Sare-espektrometroaren aplikazioa
2. Sare-espektrometroaren erabilera
    2.1 Difrakzio-sarearen erabilera espektrofotometroan
    2.2 Difrakzio sareko espektrometroaren prebentzioa
3. Nola erosi sareko espektrometroa?

Sare-espektrometroa konposizio konplexuaren argia lerro espektraletan hausten duen tresna zientifikoa da. Argiaren informazioa espektrometroak hartzen du, bistaratu eta argazki negatibo baten bidez edo zenbakizko balioen pantaila automatiko informatiko baten bidez aztertzen da, objektu batean zein elementu dauden zehazteko. Sare-espektrometroak oso erabiliak dira koloreak neurtzeko, osagai kimikoen kontzentrazioa neurtzeko edo analisi erradiometrikoak, pelikularen lodiera neurtzeko, gasen konposizioaren analisirako, etab.

Tresna analitiko garrantzitsu gisa, espektroskopia metodoak zeregin handia dute ikerketa zientifikoan, ekoizpenean eta kalitate-kontrolean. Ezinbesteko bitartekoa da uhin-luzera bakarreko erradiazioa lortzeko, dela sartze-absortzio-espektroskopia, fluoreszentzia-espektroskopia edo Raman espektroskopia. Monokromatzaile modernoek espektro-eremu zabala (UV-IR), bereizmen espektral handia (0.001 nm arte), uhin-luzera automatikoki eskaneatzea eta beste ekipo periferiko batzuekin erraz integra daitezkeen ordenagailuen kontrol-funtzio osoak errendimendu handiko proba-sistema automatiko batean, eskaneaketa automatikoko sare anitzeko monokromagailu informatizatuaren erabilera ikerketa espektroskopikorako lehen aukera bihurtu da.

Argi konposatu-izpi bat monokromagailuaren zirrikitu intzidentean sartzen denean, kolimadore optikoaren bidez argi paralelo bihurtzen da, eta gero uhin-luzera (kolore) bereizietan barreiatzen da. difrakzio-sarea. Uhin-luzera bakoitza sarea angelu ezberdinetan uzteko, fokatze-isleigailuaren bidez eta, ondoren, zirrikitutik ateratzeko. Irteerako uhin-luzera zehatz-mehatz alda daiteke ordenagailuaren kontrolaren bidez.

grating, gailu espektral garrantzitsu gisa, bere hautaketak eta errendimenduak zuzenean eragiten du sistemaren errendimendu orokorra. Sare-sareta skribatzeko sareta, sare bikoiztu, sare holografikoa eta abar banatzen da.

Sare idatziak mekanikoki estalitako metalezko gainazal mehe batean marraztuta daude diamante-aizto batekin, eta erreplikatutako sareak sareta maisu batekin errepikatzen dira. Sare idatzi eta bikoiztu tipikoen zirrikituak triangeluarrak dira. Sare holografikoak laser-interferometriako marra litografia bidez ekoizten dira eta normalean zirrikitu sinusotikoak dituzte. Marraztutako sareek difrakzio-eraginkortasun handia dute, eta sare holografikoek espektro-eremu zabala dute, eta argi galdu txikia, eta bereizmen espektral handiarekin erabil daitezke.

Sarearen hautaketak ondoko faktoreak kontuan hartu behar ditu.

Sare-lerroen kopurua bereizmen espektralarekin zuzenean lotuta dago. Lerro inskribatu gehiago bereizmen espektral handia dute eta lerro inskribatu gutxiagok estaldura espektral zabala dute. Biak malgutasunez aukeratzeko esperimentuaren arabera.

Distira-uhin-luzera sarearen difrakzio-efizientzia maximoa da. Sare bat aukeratzerakoan, flash uhin-luzera esperimenturako behar den uhin-luzeratik gertu aukeratzen saiatu behar duzu. Esate baterako, ikusgai dagoen barrutirako esperimentuetan, 500 nm-ko flash-uhin-luzera aukeratu dezakezu.

Sarearen erabileraren beheko muga sarearen flash-uhin-luzeraren erdia gisa har daiteke normalean, eta goiko muga sarearen flash-uhin-luzeraren bi aldiz gisa har daiteke. Benetako erreferentzia sareta-eraginkortasun grafiko bat izan daiteke.

Sarearen eraginkortasuna fase jakin baterako argi monokromatiko difraktatuaren eta intzidentearen argi monokromatikoaren arteko erlazioa da. Sarearen eraginkortasuna zenbat eta handiagoa izan, orduan eta txikiagoa da seinale-galera. Eraginkortasun hori hobetzeko, estaldura berezi bat ere erabiltzen da islapen eraginkortasuna hobetzeko.

Sare-espektrometro baten R bereizmena ondoko bi espektro-lerro bereizteko gaitasunaren neurria da, Roland irizpidearen arabera.

R=λ/Δλ

Sare-espektrometroaren definizio ia esanguratsua lerro espektral bakar baten zabaleraren altuera erdian (FWHM) neurtzea da. Praktikan, bereizmena sarearen ebazpen-ahalmenaren, sistemaren foku-distantzia eraginkorren, ezarritako zirrikitu-zabaleraren, sistemaren aberrazio optikoaren eta beste parametro batzuen araberakoa da.

R∝ MF/W

M - sare-lerro kopurua
F - espektrometroaren foku-distantzia
W - zirrikitu zabalera

Sare-espektrometro baten barreiatzeak uhin-luzerak bereizteko duen gaitasuna zehazten du. Espektrometro baten alderantzizko dispertsioa honela kalkula daiteke: monokromagailuaren foku-planoan χ distantzia aldatzeak λ uhin-luzeraren aldaketa eragiten du, hau da.

Δλ/Δχ=dcosβ/mF

Hemen d, β eta F sareko zirrikituen tarteari, difrakzio-angeluari eta sistemaren foku-distantzia eraginkorrari dagozkio, hurrenez hurren, m difrakzio-mailari.

Ekuazioan ikusten den bezala, zepstroaren barreiapena ez da konstantea, uhin-luzeraren arabera aldatzen da. Erabilitako uhin-luzera tartean, aldakuntza 2 aldiz baino gehiago izan daiteke.

Banda-zabalera espektrometroak uhin-luzera jakin batean ateratzen duen uhin-luzeraren zabalera da, aberrazio optikoa, difrakzioa, miaketa-metodoa, detektagailuaren pixel-zabalera, zirrikitu altuera eta argiztapen-uniformitatea alde batera utzita. Alderantzizko lerroaren dispertsioaren eta zirrikitu-zabaleraren produktua da. Esate baterako, monokromadorearen zirrikitua 0.2 mm-koa bada eta sare-zepstroaren barreiapena 2.7 nm/mm-koa bada, banda-zabalera 2.7 × 0.2 = 0.54 nm da.

Uhin-luzeraren zehaztasuna espektrometroaren eskala-maila da uhin-luzera nm-tan zehazteko. Normalean, uhin-luzeraren zehaztasuna aldatu egiten da uhin-luzerarekin.

Uhin-luzeraren errepikakortasuna espektrometroak jatorrizko uhin-luzera itzultzeko duen gaitasuna da. Honek uhin-luzera gidatzeko mekanismoaren eta tresna osoaren egonkortasuna islatzen du. Chorley Hanlight-en espektrometroen uhin-luzera eta egonkortasun mekanikoa bikainak dira, eta haien errepikakortasuna uhin-luzeraren zehaztasuna gainditzen du.

F/# espektrometroaren foku-distantzia eta islatzaile ahur kolimatuaren diametroaren arteko erlazioa bezala definitzen da. Argiaren igarobidearen eraginkortasuna F/# karratuarekiko alderantziz proportzionala da. F/# zenbat eta txikiagoa izan, orduan eta handiagoa izango da argiaren igarotze-tasa.

Iraganean, baldintzen mugak zirela eta, ez zen nahikoa konposatuen egitura antzematea eta oso zaila zen hori egitea, baina gaur egun sare-espektrometroa detekzioaren eraginkortasuna eta errendimendua asko hobetu ditzake. Jendeak erabil dezake sare-espektrometro aurreratua lotura kimiko ezberdinen motak leunki zehaztea, konposatuan dauden lotura kimikoak eta konposatuaren egitura modu eraginkorrean zehaztu ahal izateko.

Sorrera sare-espektrometroa Iraganean konposatuen edukia detektatzeko urrats konplexuak ezabatu ditzake, eta jada ez du konposatuarekin erreakzio kimikoaren bidezko determinazio-lana osatu beharrik. Eta sare-espektrometroaren detekzioa nahasketa azkar aztertu daiteke bertan dauden konposatuen edukiaren ondoren, denbora eta kostua asko aurreztuz eta tasa hobetuz.

The sare-espektrometroa errendimendu bikaina du substantzia organikoen talde funtzionalak detektatzeko. Epe laburrean substantzia organikoen talde funtzional motak zehaztea posible da. Bide honetatik, sare-espektrometroak Talde funtzionalak zehazteko ikerketa zientifikoan funtsezko zeregina dute.

a. Mesedez, egiaztatu arretaz sare-espektrometroaren atal guztiak (monokromatzaile nagusia, kontrol elektrikoko kutxa, hargailu-unitatea, ordenagailua) behar bezala konektatuta dauden ala ez zehaztasuna ziurtatzeko.

b. Tresnaren errendimendu-indizea eta bizitza-iraupena bermatzeko, gertakariaren zirrikitu zabalera eta irteerako zirrikituaren zabalera 0.1 mm inguru egokitu behar dira erabilera bakoitzaren ondoren.

c. Tresna-sistema berrezarri ondoren, gertakariaren zirrikitu-zabalera eta irteerako zirrikitu-zabalera egokia den zabalera egokitu behar dira probaren eta esperimentuen eskakizunen arabera, hurrenez hurren.

Kontuan izan hodi fotobiderkatzailea unitate hartzaile gisa erabiltzen bada, ez dela beharrezkoa fotobiderkatzailea argi indartsura (argi naturala barne) tentsio altu negatiboa gehituta. Erabilera amaitzean, ziurtatu tentsio altuko botoi negatiboa doitzen duzula tentsio altu negatiboa zerora izateko eta, ondoren, itxi kontrol elektrikoko kutxa.

Tresnaren sarrerako zirrikitua eta irteerako zirrikitua 0~2mm-ko zabalera etengabe erregulagarria duten zirrikitu zuzenak dira. Erlojuaren orratzen noranzkoan biraketak zirrikitu-zabalera handitzen du eta alderantziz. Zirrikitu-zabalera 0.5 mm aldatzen da biraketa aste bakoitzeko, eta doikuntza-zabalera maximoa 2 mm-koa da.

Zerbitzu-bizitza luzatzeko, zirrikitu-zabaleraren doikuntzak kontuz ibili behar du gehienez 2 mm-tik gora ez gainditzeko. Hobe da 0.1 mm-0.5 mm inguruko zirrikitua doitzea, tresna neurtzen amaitzean edo normalean erabiltzen ez denean.

Kontrol-kutxa elektronikoak elikadura-iturria, seinalearen anplifikazioa, kontrol-sistema eta argi-iturburu-sistema ditu. Tresnaren funtzionamendu-softwarea exekutatu aurretik, ziurtatu behar duzu kable guztiak behar bezala konektatuta daudela eta kontrol-kutxa elektrikoaren etengailua piztuta dagoela.

Uhin-luzeraren zehaztasuna sare-espektrometroa Garraioan zehar bibrazioa bezalako arrazoi ezberdinengatik desbideratu daiteke, eta, beraz, tresnaren uhin-luzeraren zehaztasuna lerro espektral ezagun batekin kalibratu da lehen erabili aurretik. Eguneroko erabileran, tresnaren uhin-luzeraren zehaztasuna ere egiaztatu behar da aldian-aldian.

Tresnaren uhin-luzeraren zehaztasuna egiaztatzeko, deuterio-lanparak, sodio-lanparak (589.0 nm eta 589.6 nm-ko balio estandarrak), merkurio-lanparak eta lerro espektralen beste iturri ezagun batzuk erabil daitezke.

Deuterio lanparako bi lerro espektralen uhin-luzera-balioak (486.0 nm eta 656.0 nm-ko balio estandarrak) tresna kalibratzeko erabiltzen dira. Doitu intzidente-zirrikitua eta irteerako zirrikitua eskuz energia-seinalearen tamainaren arabera eta eskaneatu deuterio-lanpararen espektroa. Uhin-luzeran desbideratzerik badago, erabili makinaren botoia zuzentzeko.

Sodio lanpararen bi lerro espektralen uhin-luzera-balioak (589.0 nm eta 589.6 nm-ko balio estandarrak) tresna kalibratzeko erabiltzen dira. Gorabeheraren zirrikitua eta irteerako zirrikitua eskuz doitzen dira energia-seinalearen tamainaren arabera, eta sodio lanpararen espektroa eskaneatzen da. Uhin-luzeran desbideratzerik badago, erabili makinaren botoia zuzentzeko.

Merkurio-lanpararen bost lerro espektralen uhin-luzera balioak (balio estandarrak 404.7 nm, 435.8 nm, 546.1 nm, 577.0 nm eta 579.0 nm dira) tresna kalibratzeko erabiltzen dira. Gorabeheraren zirrikitua eta irteerako zirrikitua eskuz egokitu ziren energia-seinalearen magnitudearen arabera eta merkurio-lanpararen espektroa eskaneatu zen. Uhin-luzeran desbideratzerik badago, erabili makinaren botoia zuzentzeko.

The sare-espektrometroa presio handiko merkurioa erabiltzen du argi-iturri gisa, argi ultramore indartsua duena, beraz, ez begiratu zuzenean presio altuko merkuriozko lanpara begi hutsez espektrometroan igorritako argiaren uhin-luzera normalaren barruan ez dagoenean. Kontuz ibili ohiko tartea ez gainditzeko neurtzean. Gainditzen badu, fotobiderkagailuaren tentsioa doi dezakezu doitzeko.

Sare-espektrometroa erabili aurretik, garrantzitsua da haren zati guztiak arretaz egiaztatzea, batez ere haien arteko konexio-lerroak behar bezala konektaturik eta zehatzak diren ikusteko. Eragiketa egin ondoren, operadoreak zirrikituaren zabalera eta irteerako zirrikitu zabalera balio zuzenera egokitu behar ditu. Hodi fotobiderkatzailea unitate hartzaile gisa erabiltzen bada, ez da beharrezkoa fotobiderkagailua tentsio handiko negatiboarekin egitea, argi distiratsuaren eraginpean egon dadin. Azkenik, egokitu presio altuko bira negatiboa presio altuko negatiboa zerora uzteko eta, ondoren, itxi kontrol elektrikoko kutxa.

Duen zirrikitua sare-espektrometroa zuzena da, beraz, barruti egokian egokitu behar da, eta zirrikitu-zabalera adierazitako zabalerara egokitu behar da bere bizitza luzatzeko.

Gurea interesatzen bazaizu sare-espektrometroa edo zalantzaren bat baduzu, idatzi mezu elektroniko bat helbide honetara [posta elektroniko bidez babestua], ahalik eta azkarren erantzungo dizugu.