Калібрування спектрометра: забезпечення точності спектральних вимірювань

Вступ:
Спектрометри є дуже корисними інструментами для дослідження характеристик світла в багатьох галузях науки та промисловості. Склад, структуру та властивості матеріалів можна визначити з їхніх оптичних характеристик, які вони забезпечують.

Однак, вкрай важливо переконатися, що спектрометри правильно відкалібровані для отримання точних та узгоджених даних. Калібрування це процедура встановлення Спектрометр таким чином, щоб воно було безпомилковим. У цій статті буде обговорено цінність калібрування спектрометрів, процедуру калібрування та методи, що використовуються для отримання точних показників спектру.

Важливість калібрування спектрометра:
Хімічний, фізичний, біологічний, екологічний та матеріальний аналіз – все це залежить від точних вимірювань спектру. Спектрометри мають вирішальне значення для вивчення хімічних та біологічних процесів, а також для ідентифікації та кількісного визначення хімічних речовин, визначення молекулярних структур та аналізу спектрів поглинання та випромінювання.

Калібрування Спектрометр є важливим кроком, який необхідно зробити для забезпечення надійності та точності цих вимірювань. Продуктивність спектрометра може з часом погіршитися з різних причин, що може призвести до помилок у спектральних даних, зібраних приладом.

Зміни інтенсивності світла, чутливості детектора, оптичного вирівнювання та природне старіння старого обладнання – це деякі з факторів, які можуть сприяти цим змінам. Якщо спектральні вимірювання неправильно відкалібровані, можна зробити неправильні висновки, неправильно інтерпретувати дані та дійти неправильних висновків на основі результатів експериментів.

Процес калібрування:
Калібрування спектрометра – це процедура, під час якої показання приладу перевіряються на наявність помилок, а потім відповідно коригуються. Процеси калібрування спектрометрів можуть відрізнятися залежно від виробника та моделі, але зазвичай складаються з таких кроків:

Калібрування джерела світла
Джерело світла спектрометра необхідно спочатку відкалібрувати. Це гарантує точні вимірювання інтенсивності світла та спектральних властивостей джерела. Для калібрування джерела світла його вихідний сигнал вимірюється та порівнюється з випромінюванням визнаного опорного джерела. Калібрування спектрометра здійснюється шляхом порівняння вимірюваного спектру зі стандартним спектром.

Калібрування довжини хвилі
Використання спектрометра дозволяє оцінити кількість світла, присутнього на різних довжинах хвиль. Для точних вимірювань довжин хвиль вкрай необхідно мати спектрометри, калібровані за стандартними джерелами довжин хвиль.

Для цього зазвичай використовуються калібрувальні стандарти, які або випромінюють, або відбивають світло на визначених довжинах хвиль. Після калібрування спектрометра можна буде правильно визначити довжини хвиль спостережуваних ознак у спектрі. Це буде досягнуто шляхом порівняння виміряних спектрів з еталонними спектрами.

Калібрування детектора
У спектрометрах світло перетворюється детекторами на електричні імпульси. Чутливість детектора може з часом знижуватися через такі фактори, як вік та навколишнє середовище.

Щоб калібрувати детектор, спочатку потрібно виміряти його характеристику, а потім внести до нього корективи, щоб результати, які він видає, були точними. Для цієї мети можна використовувати спектрально калібровані джерела світла, а також еталонні матеріали.

Вимірювання темряви та корекція шуму
Через інтенсивність вимірюваного світла, навіть дуже слабкі фонові сигнали можуть призвести до перебоїв у вимірюваннях. Спектрометр бути неточними та неточними. Після вимкнення світла вимірювання будуть проводитися в темряві, щоб можна було записати природний фоновий шум системи.

Темновий сигнал віднімається від наступних спостережень, щоб підвищити достовірність спектральних даних. Це зменшує вплив будь-якого шуму, який може генеруватися системою.

Оптичне вирівнювання та калібрування
Для належної роботи спектрометра всі його оптичні компоненти повинні бути точно вирівняні один з одним. Нестабільність механічної системи або неправильне вирівнювання можуть призвести до помилкових показань, а також до втрати світла та спотворення спектру.

Процедури калібрування дозволяють підвищити загальну точність приладу. Ці процедури включають вирівнювання та корекцію оптичних компонентів приладу для досягнення ідеального пропускання та розсіювання світла.

Рисунок: Спектрометр

Методи калібрування спектрометра:
Калібрування спектральних ліній: Калібрування спектрометра здійснюється за допомогою спектральних ліній, що генеруються відомими елементами або сполуками в цій процедурі. Оскільки ці спектральні лінії мають чітко визначені довжини хвиль, вони можуть служити цінними стандартами для калібрування датчиків.

Порівнюючи виміряні довжини хвиль цих ліній з їх відомими значеннями, можна виявити та виправити будь-які помилки або зміщення у вимірюваннях спектрометра, щоб дані були достовірними.

Калібрування спектрального поглинання або випромінювання
Цей підхід передбачає використання речовин або матеріалів, які мають добре задокументовані спектри поглинання або випромінювання, для калібрування спектрометра. Ці спектри можна знайти в Інтернеті.

Можна змінити характеристику спектрометра, вимірюючи характеристики поглинання або випромінювання цих стандартів та порівнюючи результати з уже встановленими спектральними картинами матеріалів.

Хімічний аналіз та моніторинг навколишнього середовища – це лише дві сфери, які можуть отримати значний вигоду від використання цієї технології.

Калібрування на основі оптичного волокна
Коли Спектрометр необхідно калібрувати, вхід оптичного волокна може бути оснащений спеціалізованими калібрувальними стандартами, які потім використовуються для калібрування приладу. Спектральні характеристики цих стандартів чітко визначені, і спектрометр можна калібрувати, підключивши його до калібрувального стандарту.

Ця стратегія є найкращою в ситуаціях, коли важко дістатися безпосередньо до звичайного опорного джерела світла, наприклад, коли ви перебуваєте в польових умовах.

Зовнішні джерела калібрування
Калібрування спектрометрів може бути здійснене за допомогою зовнішніх джерел калібрування, таких як калібровані лампи або джерела з відомими спектральними характеристиками. Калібрування спектрометра може бути здійснене шляхом порівняння спектрів, отриманих спектрометром, з опорними спектрами, отриманими з джерела, що використовується для калібрування приладу.

Ці джерела генерують світло з певними довжинами хвиль або чітко визначеними розподілами спектру. Цей метод часто застосовується в УФ-видимих ​​та флуоресцентних спектрометрах.

Програмне калібрування
Більшість сучасних спектрометрів постачаються з додатковим програмним забезпеченням, яке може автоматично калібрувати прилад. Ці програми не лише покроково керують користувачем процесом, але й автоматизують необхідні розрахунки та зміни для точного калібрування.

Програмне калібрування рекомендується використовувати замість інших методів, оскільки воно простіше у використанні та ефективніше завдяки використанню алгоритмів, які враховують різноманітні критерії калібрування.

Регулярне технічне обслуговування та повторне калібрування
Через необхідність регулярного технічного обслуговування та повторного калібрування спектрометрів, техніка калібрування приладу не є одноразовою. Можливо, що точність і надійність спектрометра можуть погіршитися з часом внаслідок зносу, коливань температури та інших факторів навколишнього середовища.

Звичайне технічне обслуговування, яке підвищує довгострокову точність і надійність приладу, включає такі дії, як калібрування, вирівнювання та очищення оптичних компонентів. Це лише кілька прикладів того, що можна робити.

Висновок:
Важливо, щоб Спектрометр калібрування для отримання достовірних показників спектру. Можна значно покращити точність, узгодженість та порівнянність даних спектру шляхом калібрування спектрометрів за відомими контрольними показниками та виправлення будь-яких розбіжностей або помилок, які могли виникнути в результаті цього процесу.

Калібрування спектрометра дозволяє вченим та інженерам, які працюють у широкому спектрі галузей, точніше досліджувати, ідентифікувати та контролювати процеси, які вони відстежують за допомогою приладу. LISUN забезпечує спектрометри найвищої якості.

Калібруючи своє обладнання для вимірювання спектру та використовуючи правильні методології калібрування, дослідники та практики можуть покращити свої наукові знання, контроль якості та прийняття рішень у широкому спектрі застосувань. Це досягається шляхом підвищення точності їхніх вимірювань.

Lisun Компанія Instruments Limited була заснована LISUN GROUP В 2003. LISUN система якості була суворо сертифікована ISO9001: 2015. Як член CIE, LISUN продукти розроблені на основі CIE, IEC та інших міжнародних або національних стандартів. Усі продукти пройшли сертифікат CE та підтверджені сторонньою лабораторією.

Наші основні продукти Гоніофотометр, Інтегруюча сфера, Спектрорадіометр, Генератор напруги, Симулятори ESD, Приймач EMI, Тестове обладнання ЕМС, Тестер електричної безпеки, Екологічна палата, Температурна камера, Кліматична камера, Теплова камера, Тест із сольовим розпиленням, Камера для тестування пилу, Водонепроникний тест, Тест RoHS (EDXRF), Тест на свічення дроту та  Випробування полум'ям голки.

Будь ласка, не соромтеся звертатися до нас, якщо вам потрібна допомога.
Технічний відділ: Service@Lisungroup.com, Cell/WhatsApp: +8615317907381
Відділ продажів: Sales@Lisungroup.com, Cell/WhatsApp: +8618117273997