Spettrometru tal-ħakk

kontenut
1. X'inhu l-ispettrometru tal-ħakk?
    1.1 X'inhu ħakk?
    1.2 Kif tagħżel il-ħakk?
    1.3 Parametri ewlenin tal-ispettrometru tal-ħakk
    1.4 Applikazzjoni tal-ispettrometru tal-ħakk
2. Użu ta 'spettrometru tal-ħakk
    2.1 Użu ta' gradilja tad-diffrazzjoni fl-ispettrofotometru
    2.2 Prekawzjoni tal-ispettrometru tal-ħakk tad-diffrazzjoni
3. Kif tixtri spettrometru tal-ħakk?

Spettrometru tal-ħakk huwa strument xjentifiku li jkisser id-dawl ta 'kompożizzjoni kumplessa f'linji spettrali. L-informazzjoni tad-dawl hija maqbuda mill-ispettrometru, murija, u analizzata minn negattiv fotografiku jew wirja awtomatika kompjuterizzata ta 'valuri numeriċi biex jiddeterminaw liema elementi huma preżenti f'oġġett. Spettrometri tal-ħakk jintużaw ħafna għall-kejl tal-kulur, kejl tal-konċentrazzjoni ta 'komponenti kimiċi jew analiżi radjometrika, kejl tal-ħxuna tal-film, analiżi tal-kompożizzjoni tal-gass, eċċ.

Bħala għodda analitika importanti, metodi ta' spettroskopija għandhom rwol kbir fir-riċerka xjentifika, il-produzzjoni u l-kontroll tal-kwalità. Huwa mezz indispensabbli għal kif tinkiseb radjazzjoni ta 'wavelength wieħed, kemm jekk hija spettroskopija ta' assorbiment ta 'penetrazzjoni, spettroskopija ta' fluworexxenza, jew spettroskopija Raman. Peress li l-monokromaturi moderni għandhom firxa spettrali wiesgħa (UV-IR), riżoluzzjoni spettrali għolja (sa 0.001 nm), skanjar awtomatiku tal-wavelength, u funzjonijiet kompluti ta 'kontroll tal-kompjuter li jistgħu faċilment jiġu integrati ma' tagħmir periferali ieħor f'sistema ta 'test awtomatiku ta' prestazzjoni għolja, l-użu ta ' l-iskannjar awtomatiku kompjuterizzata multi-grating monochromator sar l-ewwel għażla għar-riċerka spettroskopika.

Meta raġġ ta 'dawl kompost jidħol fil-qasma inċidentali tal-monokromatur, l-ewwel jiġi kkonvertit f'dawl parallel mill-kollimatur ottiku, u mbagħad ixerred f'tul ta' mewġ separat (kuluri) billi gradilja tad-diffrazzjoni. Uża kull wavelength biex tħalli l-ħakk f'angoli differenti, mir-riflettur li jiffoka u mbagħad immaġni barra mill-qasma. Il-wavelength li joħroġ jista 'jiġi mibdul b'mod preċiż permezz tal-kontroll tal-kompjuter.

Ħakk, bħala apparat spettrali importanti, l-għażla u l-prestazzjoni tiegħu jaffettwaw direttament il-prestazzjoni ġenerali tas-sistema. Il-ħakk huwa maqsum fi ħakk ta 'skring, ħakk duplikat, ħakk olografiku, eċċ.

Gralji miktuba huma mniżżla mekkanikament fuq wiċċ tal-metall miksi rqiq b'sikkina tad-djamanti, filwaqt li gradilji replikati huma replikati bi ħakk ewlieni. L-iskanalaturi ta 'gradilja tipiċi bil-miktub u duplikati huma trijangolari. Gralji olografiċi huma prodotti minn litografija tal-istrixxa interferometrika tal-laser u ġeneralment jinkludu skanalaturi sine. Grads scribed għandhom effiċjenza għolja tad-diffrazzjoni, u gradilji olografiċi għandhom firxa spettrali wiesgħa, u dawl mitluf baxx, u jistgħu jintużaw b'riżoluzzjoni spettrali għolja.

L-għażla tal-ħakk jeħtieġ li tikkunsidra l-fatturi li ġejjin.

In-numru ta 'linji tal-ħakk huwa direttament relatat mar-riżoluzzjoni spettrali. Aktar linji iskritti għandhom riżoluzzjoni spettrali għolja u inqas linji iskritti għandhom kopertura spettrali wiesgħa. It-tnejn li jagħżlu b'mod flessibbli skond l-esperiment.

Il-wavelength shine huwa l-punt massimu ta 'effiċjenza tad-diffrazzjoni tal-ħakk. Meta tagħżel gradilja, għandek tipprova tagħżel il-wavelength tal-flash ħdejn il-wavelength meħtieġ għall-esperiment. Pereżempju, f'esperimenti għall-medda viżibbli, tista 'tagħżel il-wavelength tal-flash ta' 500nm.

Il-limitu aktar baxx ta 'użu tal-ħakk normalment jista' jitqies bħala nofs il-wavelength tal-flash tal-ħakk, filwaqt li l-limitu ta 'fuq jista' jitqies bħala darbtejn il-wavelength tal-flash tal-ħakk. Ir-referenza attwali tista 'tkun graff tal-effiċjenza tal-ħakk.

L-effiċjenza tal-ħakk hija l-proporzjon tad-dawl monokromatiku diffrattat mad-dawl monokromatiku inċidentali għal stadju partikolari. Aktar ma tkun għolja l-effiċjenza tal-ħakk, iżgħar it-telf tas-sinjal. Biex tittejjeb din l-effiċjenza, tintuża wkoll kisi speċjali biex ittejjeb l-effiċjenza tar-riflessjoni.

Ir-riżoluzzjoni R ta' spettrometru tal-ħakk hija miżura tal-kapaċità li jiġu separati żewġ linji spettrali ħdejn xulxin, skont il-kriterju Roland bħala

R=λ/Δλ

Definizzjoni prattikament sinifikanti ta 'spettrometru tal-ħakk hija l-kejl tal-wisa' f'nofs għoli (FWHM) ta 'linja spettrali waħda. Fil-prattika, ir-riżoluzzjoni tiddependi fuq il-qawwa tar-riżoluzzjoni tal-ħakk, it-tul fokali effettiv tas-sistema, il-wisa 'tal-qasma stabbilita, l-aberrazzjoni ottika tas-sistema, u parametri oħra.

R∝ MF/W

M - numru ta 'linji tal-ħakk
F - tul fokali tal-ispettrometru
W - wisa' tal-qasma

It-tixrid ta 'spettrometru tal-ħakk jiddetermina l-abbiltà tiegħu li jissepara wavelengths. It-tixrid invers ta' spettrometru jista' jiġi kkalkulat kif ġej: it-tibdil tad-distanza χ tul il-pjan fokali tal-monokromatur jikkawża bidla fil-wavelength λ, jiġifieri

Δλ/Δχ=dcosβ/mF

Hawnhekk d, β, u F jirreferu għall-ispazjar ta 'skanalaturi tal-ħakk, angolu ta' diffrazzjoni u tul fokali effettiv tas-sistema rispettivament, filwaqt li m tirreferi għal-livell ta 'diffrazzjoni.

Kif jidher mill-ekwazzjoni, id-dispersjoni taċ-ċepstru mhix kostanti, tvarja skont il-wavelength. Fil-medda tal-wavelength użata, il-varjazzjoni tista 'tkun aktar minn 2 darbiet.

Bandwidth hija l-wisa 'tal-output tal-wavelength mill-ispettrometru f'wavelength partikolari, injorat l-aberrazzjoni ottika, id-diffrazzjoni, il-metodu tal-iskannjar, il-wisa' tal-pixel tad-detector, l-għoli tal-qasma u l-uniformità tal-illuminazzjoni. Huwa l-prodott tad-dispersjoni tal-linja inversa u l-wisa 'tal-qasma. Pereżempju, jekk il-qasma tal-monokromatur hija 0.2mm u d-dispersjoni taċ-ċepstru tal-ħakk hija 2.7nm/mm, il-bandwidth huwa 2.7 × 0.2 = 0.54nm.

L-eżattezza tal-wavelength hija l-livell tal-iskala tal-ispettrometru biex jiddetermina l-wavelength f'nm. Normalment, l-eżattezza tal-wavelength tvarja mal-wavelength.

Ir-ripetibbiltà tal-wavelength hija l-abbiltà ta' spettrometru li jirritorna għall-wavelength oriġinali. Dan jirrifletti l-istabbiltà tal-mekkaniżmu tas-sewqan tal-wavelength u l-istrument kollu kemm hu. Is-sewqan tal-wavelength u l-istabbiltà mekkanika tal-ispettrometri ta 'Chorley Hanlight huma eċċellenti, u r-ripetibilità tagħhom taqbeż l-eżattezza tal-wavelength.

F/# huwa definit bħala l-proporzjon tat-tul fokali tal-ispettrometru mad-dijametru tar-riflettur konkavi kollimat. L-effiċjenza tal-passaġġ tad-dawl hija inversament proporzjonali għall-kwadru ta 'F/#. L-iżgħar l-F/#, l-ogħla rata ta ' passaġġ tad-dawl.

Fl-imgħoddi, minħabba l-limitazzjonijiet tal-kundizzjonijiet, ma kienx biżżejjed li tinstab l-istruttura tal-komposti u kien diffiċli ħafna li tagħmel dan, iżda llum il-ġurnata l- spettrometru tal-ħakk jista 'jtejjeb ħafna l-effiċjenza u l-prestazzjoni tas-sejbien. In-nies jistgħu jużaw il- spettrometru tal-ħakk avvanzat biex tiddetermina bla xkiel it-tipi ta 'bonds kimiċi differenti sabiex ir-rabtiet kimiċi li jinsabu fil-kompost u l-istruttura tal-kompost jistgħu jiġu determinati b'mod effettiv.

L - emerġenza ta ' spettrometru tal-ħakk jista 'jelimina l-passi kumplessi ta' skoperta tal-kontenut ta 'komposti fil-passat, u m'għadx jeħtieġ li jitlesta x-xogħol ta' determinazzjoni permezz ta 'reazzjoni kimika mal-kompost. U sejbien ta' spettrometru tal-ħakk taħlita tista 'tiġi analizzata malajr wara l-kontenut tal-komposti li jinsabu fiha, ħafna tiffranka l-ħin u l-ispiża u ttejjeb ir-rata.

il spettrometru tal-ħakk għandu prestazzjoni eċċellenti fl-iskoperta ta 'gruppi funzjonali ta' sustanzi organiċi. Huwa possibbli li jiġi ddeterminat it-tip ta 'gruppi funzjonali ta' sustanzi organiċi f'perjodu qasir. B'dan il-mod, spettrometri tal-ħakk għandhom rwol ċentrali fir-riċerka xjentifika għad-determinazzjoni tal-gruppi funzjonali.

a. Jekk jogħġbok iċċekkja bir-reqqa jekk il-partijiet kollha tal-ispettrometru tal-ħakk (mainframe monokromatur, kaxxa tal-kontroll elettriku, unità tar-riċevitur, kompjuter,) humiex konnessi b'mod korrett biex tiġi żgurata l-eżattezza.

b. Biex jiġi żgurat l-indiċi tal-prestazzjoni u l-ħajja tal-istrument, il-wisa 'tal-qasma tal-inċident, u l-wisa' tal-qasma tal-ħruġ jeħtieġ li jiġu aġġustati għal madwar 0.1mm wara kull użu.

c. Wara li s-sistema ta 'l-istrument tiġi reset, il-wisa' tal-qasma inċidentali u l-wisa 'tal-qasma ħerġin jeħtieġ li jiġu aġġustati għall-wisa' xierqa skont ir-rekwiżiti tat-test u l-esperiment, rispettivament.

Innota li jekk it-tubu fotomultiplikatur jintuża bħala l-unità li tirċievi, mhux meħtieġ li t-tubu fotomultiplikatur jiġi espost għal dawl qawwi (inkluż dawl naturali) b'vultaġġ għoli negattiv miżjud miegħu. Fi tmiem l-użu, kun żgur li tagħti attenzjoni biex taġġusta l-pum ta 'vultaġġ għoli negattiv biex tagħmel il-vultaġġ għoli negattiv għal żero, u mbagħad agħlaq il-kaxxa tal-kontroll elettriku.

Il-qasma li tidħol u l-qasma ħerġin tal-istrument huma qasmiet dritti b'firxa ta 'wisa' aġġustabbli kontinwament ta '0 ~ 2mm. Rotazzjoni lejn l-arloġġ iżżid il-wisa 'tal-qasma u viċi versa. Il-wisa 'tal-qasma tinbidel b'0.5mm għal kull ġimgħa ta' rotazzjoni, u l-wisa 'massimu ta' aġġustament huwa 2mm.

Biex ittawwal il-ħajja tas-servizz, l-aġġustament tal-wisa 'tal-qasma għandu joqgħod attent li ma jaqbiżx 2mm fil-massimu. Huwa aħjar li taġġusta l-qasma madwar 0.1mm-0.5mm meta l-istrument ikun lest tal-kejl jew normalment ma jintużax.

Il-kaxxa tal-kontroll elettroniku tinkludi l-provvista tal-enerġija, l-amplifikazzjoni tas-sinjal, is-sistema ta 'kontroll, u s-sistema tas-sors tad-dawl. Qabel ma tħaddem is-softwer tat-tħaddim tal-istrument, trid tiżgura li l-kejbils kollha huma konnessi kif suppost u li l-iswiċċ għall-kaxxa tal-kontroll elettriku ġie mixgħul.

L-eżattezza tal-wavelength tal- spettrometru tal-ħakk jista 'jiddevja minħabba diversi raġunijiet bħall-vibrazzjoni waqt it-trasport, għalhekk l-eżattezza tal-wavelength tal-istrument hija kkalibrata b'linja spettrali magħrufa qabel l-ewwel użu. Fl-użu ta 'kuljum, l-eżattezza tal-wavelength ta' l-istrument għandha wkoll tiġi kkontrollata perjodikament.

Fil-verifika tal-preċiżjoni tal-wavelength tal-istrument, jistgħu jintużaw lampi tad-dewterju, lampi tas-sodju (valuri standard ta '589.0 nm u 589.6 nm), lampi tal-merkurju, u sorsi oħra magħrufa ta' linji spettrali.

Il-valuri tal-wavelength taż-żewġ linji spettrali tal-lampa tad-dewterju (valuri standard ta '486.0 nm u 656.0 nm) huma użati biex jikkalibraw l-istrument. Aġġusta l-qasma inċidentali u l-qasma tal-ħruġ manwalment skont id-daqs tas-sinjal tal-enerġija u skennja l-ispettru tal-lampa tad-dewterju. Jekk ikun hemm devjazzjoni fil-wavelength, uża l-buttuna tal-magna għall-korrezzjoni.

Il-valuri tal-wavelength taż-żewġ linji spettrali tal-lampa tas-sodju (valuri standard ta '589.0 nm u 589.6 nm) huma użati biex jikkalibraw l-istrument. Il-qasma tal-inċident u l-qasma tal-ħruġ huma aġġustati manwalment skont id-daqs tas-sinjal tal-enerġija, u l-ispettru tal-lampa tas-sodju jiġi skennjat. Jekk ikun hemm devjazzjoni fil-wavelength, uża l-buttuna tal-magna għall-korrezzjoni.

Il-valuri tal-wavelength tal-ħames linji spettrali tal-lampa tal-merkurju (il-valuri standard huma 404.7nm, 435.8nm, 546.1nm, 577.0nm, u 579.0nm) huma użati biex jikkalibraw l-istrument. Il-qasma tal-inċident u l-qasma tal-ħruġ ġew aġġustati manwalment skont il-kobor tas-sinjal tal-enerġija u l-ispettru tal-lampa tal-merkurju ġie skannjat. Jekk ikun hemm devjazzjoni fil-wavelength, uża l-buttuna tal-magna għall-korrezzjoni.

il spettrometru tal-ħakk juża merkurju bi pressjoni għolja bħala s-sors tad-dawl, li fih dawl ultravjola qawwi, għalhekk ma tħaresx direttament lejn il-lampa tal-merkurju bi pressjoni għolja b'għajnejha fuq l-ispettrometru meta l-wavelength tad-dawl emess ma jkunx fil-medda normali. Oqgħod attent li ma taqbiżx il-medda normali meta tkejjel. Jekk taqbeż, tista 'taġġusta l-vultaġġ tal-fotomultiplikatur biex taġġusta.

Qabel ma tuża l-ispettrometru tal-ħakk, huwa importanti li tiċċekkja bir-reqqa l-partijiet kollha tiegħu, speċjalment biex tara jekk il-linji ta 'konnessjoni bejniethom humiex interkonnessi b'mod korrett u preċiżi. L-operatur għandu jaġġusta l-wisa 'tal-qasma inċidentali u l-wisa' tal-qasma ħerġin għall-valur korrett wara l-operazzjoni. Jekk it-tubu fotomultiplikatur jintuża bħala l-unità li tirċievi, mhux meħtieġ li jsir it-tubu fotomultiplikatur b'vultaġġ għoli negattiv, sabiex ikun jista 'jkun espost b'mod naturali għal dawl qawwi. Fl-aħħarnett, aġġusta l-ispin ta 'pressjoni għolja negattiva biex tħalli l-pressjoni għolja negattiva għal żero u mbagħad agħlaq il-kaxxa tal-kontroll elettriku.

Il-qasma tal- spettrometru tal-ħakk huwa dritta, għalhekk jeħtieġ li jiġi aġġustat fil-medda korretta, u l-wisa 'tal-qasma għandha tiġi aġġustata għall-wisa' nnutat biex ittawwal il-ħajja tas-servizz tagħha.

Jekk inti interessat tagħna spettrometru tal-ħakk jew għandek xi mistoqsijiet, jekk jogħġbok ikteb e-mail lil [protett bl-email], aħna se nwieġbuk kemm jista 'jkun malajr.