Spectroscope multicanalC'est un équipement clé dans le domaine de la mesure et de l'analyse optiques, il intègre des technologies optiques et électroniques avancées, peut obtenir des informations spectrales sur les substances de manière efficace et précise et joue un rôle important dans de nombreuses industries. Il est analysé sur la base des propriétés d'absorption, d'émission ou de diffusion de la lumière à différentes longueurs d'onde de la matière. Le système optique intégré à l'instrument décompose d'abord la lumière Composite émise par la source lumineuse en lumière monochromatique dans l'ordre des longueurs d'onde, le détecteur multicanal peut détecter et convertir simultanément les signaux optiques de différentes longueurs d'onde, convertir les signaux optiques en signaux électriques, puis obtenir des données spectrales par le système de traitement des données.
Spectroscope multicanalSes composants comprennent principalement les modules de base suivants, qui travaillent ensemble pour réaliser l'acquisition et l'analyse de spectres:
I. système de source lumineuse
Rôle: fournit une lumière d'excitation ou d'illumination qui permet à l'échantillon de produire un signal lumineux détectable (par exemple, lumière réfléchie, fluorescente, diffusée, etc.).
Types communs:
Sources lumineuses continues: telles que les lampes au deutérium (zone ultraviolette), les lampes au tungstène halogéné (zone visible - proche infrarouge), les lampes au xénon (zone UV - visible), etc., adaptées aux mesures conventionnelles d'absorption, de spectroscopie de réflexion.
Source de lumière pulsée: Comme les lasers (bonne monochromaticité) pour les scènes de fluorescence, de spectroscopie Raman, etc. nécessitant une excitation à une longueur d'onde spécifique.
Composants auxiliaires: comprend un stabilisateur de source lumineuse (garantissant la stabilité de l'intensité lumineuse), une lentille ou une fibre optique (dirigeant la lumière vers l'échantillon ou le monochromateur).
II. Chambre d'échantillon / piscine d'échantillon
Action: placer l'échantillon et réaliser l'interaction de la lumière avec l'échantillon (par exemple absorption, réflexion, transmission, diffusion, etc.).
Caractéristiques de conception:
Selon la morphologie de l'échantillon (solide, liquide, gaz) ne sont pas les mêmes étagères, par exemple, les échantillons liquides sont couramment utilisés quartz colorimétrie, les échantillons solides sont utilisés avec des sondes réfléchissantes ou des bancs d'échantillons.
Certains instruments sont équipés de dispositifs tels que la température constante, l'agitation et d'autres, adaptés aux besoins de mesure d'échantillons spéciaux (par exemple, échantillons biologiques, systèmes de réaction chimique).
Iii. Système de séparation de la lumière (monochromateur)
Rôle: la décomposition de la lumière composite en lumière monochromatique dans l'ordre de longueur d'onde est l'un des composants centraux du spectromètre.
Composition principale:
Fente incidente: limite la largeur de la lumière incidente, réduit la lumière parasite et améliore la résolution spectrale.
Miroir de collimation: transforme la lumière divergente à travers la fente en lumière parallèle, projetée sur l'élément dispersif.
Élément dispersif: permet la dispersion de la lumière (Division de la lumière), les types courants sont:
Réseau: utilisant le principe de diffraction et d'interférence de la lumière pour séparer la lumière, la dispersion chromatique est élevée et la gamme de longueur d'onde est large, c'est le choix principal.
Prisme: divise la lumière en utilisant le principe de réfraction de la lumière, adapté à une gamme de longueurs d'onde spécifique (par exemple, la lumière visible), mais avec une faible dispersion chromatique.
Miroir de focalisation: focalise la lumière monochromatique après dispersion sur la fente de sortie ou le réseau de détecteurs.
Iv. Système de détection
Action: transformation d'un signal optique (Photon) en un signal électrique (courant ou tension) avec amplification préalable.
Composants de base:
Matrice de détecteurs multicanaux: C'est la principale différence entre un spectromètre multicanaux et un spectromètre monocanal, capable de détecter simultanément des signaux optiques de plusieurs longueurs d'onde, sans pièces mobiles pour balayer les longueurs d'onde, améliorant considérablement la vitesse de détection. Les types communs sont:
Dispositif à couplage de charge (CCD): convient à la zone UV - visible, avec une sensibilité élevée et une vitesse de réponse rapide, largement utilisé pour l'analyse spectrale conventionnelle.
Matrice de photodiodes (PDA): temps de réponse court, adapté à la surveillance de processus dynamiques rapides tels que la dynamique des réactions chimiques.
Réseaux de détecteurs infrarouges (tels que les réseaux MCT de tellure - cadmium - Mercure): adaptés à la zone spectrale infrarouge, ils doivent être associés à un dispositif de réfrigération pour réduire le bruit.
Circuit d'amplification du signal: amplifie le signal électrique faible en sortie du détecteur pour faciliter le traitement ultérieur.
V. Traitement des données et systèmes de contrôle
Rôle: l'acquisition, la conversion, l'analyse des signaux électriques et le contrôle du fonctionnement des différents composants de l'instrument (par exemple, interrupteur de source lumineuse, étalonnage de longueur d'onde, etc.).
Composition:
Carte d'acquisition de données: convertit les signaux électriques analogiques en signaux numériques, transmis à un ordinateur.
Système logiciel: permet l'affichage en temps réel des données spectrales, le stockage, l'analyse (par exemple, la détection des pics, la correction de la ligne de base, l'ajustement spectral, etc.) et fournit l'interface de fonctionnement de l'instrument (réglage des paramètres, l'édition de la méthode, etc.).
Système de contrôle: par le microprocesseur ou les instructions de l'ordinateur, coordonner le travail de la source lumineuse, du système de séparation de la lumière, du détecteur et assurer le fonctionnement stable de l'instrument.