Kalibracija spektrometra: osiguranje točnosti u spektralnim mjerenjima

Uvod:
Spektrometri su vrlo korisni instrumenti za ispitivanje karakteristika svjetlosti u mnogim područjima znanosti i industrije. Sastav, struktura i svojstva materijala mogu se zaključiti iz njihovih optičkih odgovora koje daju.

Međutim, ključno je osigurati da su spektrometri ispravno kalibrirani kako bi proizveli precizne i dosljedne podatke. Kalibracija je postupak postavljanja a spektrometar tako da nema grešaka. U ovom će se članku raspravljati o vrijednosti kalibracije spektrometara, postupku kalibracije i metodama koje se koriste za dobivanje preciznih očitanja spektra.

Važnost kalibracije spektrometra:
Kemijska, fizikalna, biološka analiza, analiza okoliša i analiza materijala ovise o preciznim mjerenjima spektra. Spektrometri su ključni u proučavanju kemijskih i bioloških procesa, kao i identifikaciji i kvantifikaciji kemikalija, određivanju molekulskih struktura i analizi apsorpcijskih i emisijskih spektara.

Kalibracija spektrometar bitan je korak koji se mora poduzeti kako bi se osigurala pouzdanost i točnost ovih mjerenja. Performanse spektrometra mogu se s vremenom pogoršati iz različitih razloga, što može dovesti do pogrešaka u podacima o spektru koje prikuplja instrument.

Promjene u intenzitetu svjetla, osjetljivosti detektora, optičkom poravnanju i prirodnom starenju starije opreme neki su od čimbenika koji mogu pridonijeti ovim promjenama. Ako spektralna mjerenja nisu pravilno kalibrirana, moguće je izvući netočne zaključke, pogrešno interpretirati podatke i doći do netočnih zaključaka na temelju rezultata eksperimenata.

Proces kalibracije:
Kalibracija spektrometra je postupak u kojem se očitanja instrumenta provjeravaju radi pogrešaka i zatim se prilagođavaju u skladu s tim. Procesi kalibracije za spektrometre mogu se razlikovati ovisno o proizvođaču i modelu, ali općenito se sastoje od sljedećih koraka:

Kalibracija izvora svjetlosti
Prvo se mora kalibrirati izvor svjetlosti spektrometra. To jamči precizna mjerenja intenziteta svjetlosti i svojstava spektra izvora. Kako bi se kalibrirao izvor svjetlosti, njegov izlaz se mjeri i uspoređuje s izlazom prepoznatog referentnog izvora. Spektrometar se kalibrira usporedbom spektra koji se mjeri sa standardnim spektrom.

Kalibracija valne duljine
Korištenje spektrometra omogućuje procjenu količine svjetlosti prisutne na više različitih valnih duljina. Vrlo je potrebno za točna mjerenja valnih duljina imati spektrometre koji su kalibrirani prema izvorima standardnih valnih duljina.

Da bi se to postiglo, uobičajena je praksa koristiti kalibracijske standarde koji ili emitiraju ili reflektiraju svjetlost na poznatim valnim duljinama. Nakon što se spektrometar kalibrira, bit će moguće ispravno dodijeliti valne duljine vidljivih značajki u spektru. To će se postići usporedbom izmjerenih spektara s referentnim spektrima.

Kalibracija detektora
U spektrometrima se svjetlo pretvara u električne impulse pomoću detektora. Osjetljivost detektora može se s vremenom smanjiti zbog čimbenika kao što su dob i okoliš.

Za kalibraciju detektora potrebno je najprije izmjeriti njegov odziv, a zatim ga prilagoditi tako da rezultati koje daje budu točni. Izvori svjetlosti koji su kalibrirani spektralno, kao i referentni materijali, mogu se koristiti za ovu svrhu.

Mjerenje tame i korekcija šuma
Zbog intenziteta svjetlosti koja se mjeri, čak i vrlo mali pozadinski signali mogu uzrokovati mjerenja iz spektrometar biti netočan i neprecizan. Nakon što se svjetla ugase, mjerenja će se provoditi u mraku kako bi se mogla zabilježiti prirodna pozadinska buka sustava.

Tamni signal se oduzima od sljedećih promatranja kako bi se pouzdanost spektralnih podataka mogla poboljšati. Time se smanjuje utjecaj buke koju sustav može proizvesti.

Optičko usklađivanje i kalibracija
Kako bi spektrometar ispravno radio, sve njegove optičke komponente moraju biti precizno usklađene jedna s drugom. Nestabilnost u mehaničkom sustavu ili nepravilno poravnanje može dovesti do pogrešnih očitanja, kao i gubitka svjetlosti i izobličenja spektra.

Postupci kalibracije omogućuju povećanje ukupne točnosti instrumenta. Ovi postupci uključuju poravnavanje i ispravljanje optičkih komponenti instrumenta kako bi se postigao idealan prijenos i disperzija svjetlosti.

Tehnike za kalibraciju spektrometra:
Kalibracija spektralne linije: Kalibracija spektrometra postiže se korištenjem spektralnih linija koje generiraju poznati elementi ili spojevi u ovom postupku. Kao rezultat toga što ove spektralne linije imaju dobro definirane valne duljine, mogu poslužiti kao vrijedni standardi za kalibraciju senzora.

Usporedbom izmjerenih valnih duljina ovih linija s njihovim poznatim vrijednostima, sve pogreške ili pomaci u mjerenjima spektrometra mogu se otkriti i ispraviti tako da se podacima može vjerovati.

Kalibracija spektralne apsorpcije ili emisije
Ovaj pristup koristi tvari ili materijale koji imaju dobro dokumentirane apsorpcijske ili emisijske spektre za kalibraciju spektrometra. Ovi se spektri mogu pronaći na internetu.

Moguće je promijeniti odziv spektrometra mjerenjem karakteristika apsorpcije ili emisije ovih standarda i usporedbom nalaza s već utvrđenim spektralnim uzorcima materijala.

Kemijska analiza i praćenje okoliša samo su dva područja koja će uvelike dobiti korištenjem ove tehnologije.

Kalibracija temeljena na optičkim vlaknima
Kada spektrometar mora biti kalibriran, ulaz optičkog vlakna može biti opremljen posebnim kalibracijskim standardima koji se zatim koriste za kalibraciju instrumenta. Karakteristike spektra ovih standarda su dobro definirane, a spektrometar se može kalibrirati tako da se spoji na kalibracijski standard.

Ova strategija blista u situacijama kada je izravno doći do normalnog referentnog izvora svjetlosti, kao što je kada ste vani na terenu, izazovno.

Vanjski izvori kalibracije
Kalibracija spektrometra može se izvršiti upotrebom vanjskih izvora za kalibraciju kao što su kalibrirane lampe ili izvori koji imaju poznate karakteristike spektra. Kalibracija spektrometra može se postići uspoređivanjem spektra primljenih na spektrometar s referentnim spektrima dobivenim iz izvora korištenog za kalibraciju instrumenta.

Ovi izvori generiraju svjetlost s određenim valnim duljinama ili dobro definiranom distribucijom spektra. Ova metoda se često primjenjuje u UV-vidljivim i fluorescentnim spektrometrima.

Kalibracija temeljena na softveru
Većina današnjih spektrometara dolazi s dodatnim softverom koji može automatski kalibrirati instrument. Ove aplikacije ne samo da vode korisnika kroz postupak korak po korak, već i automatiziraju potrebne izračune i promjene za točnu kalibraciju.

Kalibracija temeljena na softveru preporučuje se u odnosu na druge metode jer je lakša za korištenje i učinkovitija zahvaljujući upotrebi algoritama koji uzimaju u obzir različite kriterije kalibracije.

Redovito održavanje i rekalibracija
Kao rezultat potrebe za redovitim održavanjem i ponovnim kalibriranjem spektrometara, tehnika za kalibraciju instrumenta nije problem koji se rješava jednom i gotovo. Moguće je da se točnost i pouzdanost spektrometra s vremenom pogoršaju kao rezultat trošenja, varijacija u temperaturi i drugih čimbenika okoline.

Uobičajeno održavanje koje doprinosi dugoročnoj preciznosti i pouzdanosti instrumenta uključuje stvari poput kalibracije, poravnanja i čišćenja optičkih komponenti. Ovo je samo nekoliko primjera stvari koje se mogu učiniti.

Zaključak:
Bitno je da se spektrometar biti kalibriran kako bi se dobila pouzdana očitanja spektra. Moguće je značajno poboljšati točnost, dosljednost i usporedivost podataka o spektru kalibracijom spektrometra prema poznatim referentnim vrijednostima i ispravljanjem bilo kakvih odstupanja ili grešaka koje su se mogle pojaviti kao rezultat ovog procesa.

Kalibracija spektrometra omogućuje znanstvenicima i inženjerima koji rade na širokom spektru područja da točnije ispitaju, identificiraju i prate procese koje prate instrumentom. LISUN nudi spektrometre najbolje kvalitete.

Kalibracijom svoje opreme za mjerenje spektra i korištenjem ispravnih metodologija kalibracije, istraživači i praktičari mogu poboljšati svoje znanstveno znanje, kontrolu kvalitete i donošenje odluka u širokom rasponu primjena. To se postiže poboljšanjem točnosti njihovih mjerenja.

Lisun Instruments Limited osnovao je LISUN GROUP u 2003. LISUN sustav kvalitete je strogo certificiran prema ISO9001:2015. Kao član CIE, LISUN proizvodi su dizajnirani na temelju CIE, IEC i drugih međunarodnih ili nacionalnih standarda. Svi proizvodi prošli su CE certifikat i ovjereni od strane laboratorija treće strane.

Naši glavni proizvodi su Goniofotometar, Integrirajući sferu, spektroradiometra, Napredni generator, ESD simulator oružja, EMI prijemnik, EMC test oprema, Električni sigurnosni ispitivač, Komora za zaštitu okoliša, temperatura komore, Klimatska komora, Toplinska komora, Ispitivanje soli, Komora za ispitivanje prašine, Vodootporno ispitivanje, RoHS test (EDXRF), Test žarne žice i Test iglica plamenom.

Slobodno nas kontaktirajte ako vam treba podrška.
Tehnički odjel: Service@Lisungroup.com, Mobitel / WhatsApp: +8615317907381
Odjel prodaje: Sales@Lisungroup.com, Mobitel / WhatsApp: +8618117273997

Oznake:LMS-6000