Kalibrace spektrometru: Zajištění přesnosti spektrálních měření

Úvod:
Spektrometry jsou velmi užitečné nástroje pro zkoumání charakteristik světla v mnoha oblastech vědy a průmyslu. Složení, strukturu a vlastnosti materiálů lze odvodit z jejich optických odezev, které poskytují.

Je však důležité zajistit, aby byly spektrometry správně kalibrovány, aby poskytovaly přesné a konzistentní údaje. Cejchování je postup nastavení a spektrometr tak, aby to bylo bez chyby. Tento článek se bude zabývat hodnotou kalibrace spektrometrů, postupem kalibrace a metodami používanými k získání přesných odečtů spektra.

Význam kalibrace spektrometru:
Chemická, fyzikální, biologická, environmentální a materiálová analýza závisí na přesných měřeních spektra. Spektrometry jsou klíčové při studiu chemických a biologických procesů, stejně jako při identifikaci a kvantifikaci chemikálií, stanovení molekulárních struktur a analýze absorpčních a emisních spekter.

Kalibrace spektrometr je nezbytným krokem, který je třeba učinit, aby byla zajištěna spolehlivost a přesnost těchto měření. Výkon spektrometru se může časem zhoršit z různých důvodů, což může vést k chybám ve spektrálních datech shromážděných přístrojem.

Změny v intenzitě světla, citlivosti detektoru, optickém seřízení a přirozeném stárnutí starších zařízení jsou některé z faktorů, které mohou přispět k těmto změnám. Pokud nejsou spektrální měření správně zkalibrována, je možné vyvodit nesprávné závěry, nesprávně interpretovat data a na základě výsledků experimentů dojít k nesprávným závěrům.

Proces kalibrace:
Kalibrace spektrometru je postup, při kterém se zkontrolují chyby naměřených hodnot přístroje a poté se odpovídajícím způsobem upraví. Kalibrační procesy pro spektrometry se mohou lišit podle značky a modelu, ale obecně sestávají z následujících kroků:

Kalibrace světelného zdroje
Světelný zdroj spektrometru je nutné nejprve zkalibrovat. To zaručuje přesné měření intenzity světla zdroje a vlastností spektra. Pro kalibraci světelného zdroje se změří jeho výkon a porovná se s výkonem uznávaného referenčního zdroje. Spektrometr je kalibrován porovnáním měřeného spektra se standardním spektrem.

Kalibrace vlnové délky
Použití spektrometru umožňuje odhadnout množství světla přítomného na řadě různých vlnových délek. Pro přesná měření vlnových délek je velmi nutné mít spektrometry, které jsou kalibrovány proti standardním zdrojům vlnových délek.

Za tímto účelem je běžnou praxí používat kalibrační standardy, které buď vyzařují nebo odrážejí světlo na uznávaných vlnových délkách. Po zkalibrování spektrometru bude možné správně přiřadit vlnové délky pozorovatelných znaků ve spektru. Toho bude dosaženo porovnáním naměřených spekter s referenčními spektry.

Kalibrace detektoru
U spektrometrů je světlo pomocí detektorů převáděno na elektrické impulsy. Citlivost detektoru se může časem snižovat v důsledku faktorů, jako je věk a prostředí.

Pro kalibraci detektoru je nutné nejprve změřit jeho odezvu a poté jej upravit tak, aby výsledky, které produkuje, byly přesné. K tomuto účelu mohou být použity světelné zdroje, které byly kalibrovány spektrálně, stejně jako referenční materiály.

Měření tmy a korekce šumu
Vzhledem k intenzitě měřeného světla mohou i velmi malé signály pozadí způsobit měření z a spektrometr být nepřesné a nepřesné. Po zhasnutí světel se měření provedou ve tmě, aby bylo možné zaznamenat přirozený šum pozadí systému.

Tmavý signál je odečten od následujících pozorování, takže spolehlivost spektrálních dat může být zlepšena. To snižuje dopad jakéhokoli hluku, který může systém generovat.

Optické seřízení a kalibrace
Aby spektrometr správně fungoval, musí být všechny jeho optické komponenty vzájemně přesně vyrovnány. Nestabilita mechanického systému nebo nesprávné vyrovnání může vést k chybným čtením, stejně jako ke ztrátě světla a zkreslení spektra.

Kalibrační postupy umožňují zvýšit celkovou přesnost přístroje. Tyto postupy zahrnují zarovnání a korekci optických součástí přístroje za účelem dosažení ideální propustnosti a rozptylu světla.

Techniky pro kalibraci spektrometru:
Kalibrace spektrálních čar: Kalibrace spektrometru se provádí pomocí spektrálních čar, které jsou v tomto postupu generovány známými prvky nebo sloučeninami. V důsledku toho, že tyto spektrální čáry mají dobře definované vlnové délky, mohou sloužit jako cenné standardy pro kalibraci senzorů.

Porovnáním naměřených vlnových délek těchto čar s jejich známými hodnotami mohou být detekovány a opraveny jakékoli chyby nebo odchylky v měřeních spektrometru, takže data mohou být důvěryhodná.

Kalibrace spektrální absorpce nebo emise
Tento přístup využívá ke kalibraci spektrometru látky nebo materiály, které mají dobře zdokumentovaná absorpční nebo emisní spektra. Tato spektra lze nalézt online.

Odezvu spektrometru je možné změnit měřením absorpčních nebo emisních charakteristik těchto standardů a porovnáním zjištění s již vytvořenými spektrálními vzory materiálů.

Chemická analýza a monitorování životního prostředí jsou pouze dvě oblasti, které z použití této technologie mohou hodně získat.

Kalibrace na bázi optických vláken
Když spektrometr musí být zkalibrován, může být vstup optického vlákna vybaven specializovanými kalibračními standardy, které se pak používají ke kalibraci přístroje. Spektrální charakteristiky těchto standardů jsou dobře definované a spektrometr může být kalibrován připojením ke kalibračnímu standardu.

Tato strategie svítí v situacích, kdy je obtížné dostat se přímo k normálnímu referenčnímu světelnému zdroji, například když jste v terénu.

Externí kalibrační zdroje
Kalibrace spektrometrů může být provedena s použitím externích kalibračních zdrojů, jako jsou kalibrované lampy nebo zdroje, které mají známé spektrální charakteristiky. Kalibrace spektrometru může být provedena porovnáním spekter přijatých spektrometrem s referenčními spektry získanými ze zdroje použitého ke kalibraci přístroje.

Tyto zdroje generují světlo s určitými vlnovými délkami nebo dobře definovaným rozložením spektra. Tato metoda je často implementována v UV-viditelných a fluorescenčních spektrometrech.

Kalibrace založená na softwaru
Většina dnešních spektrometrů je dodávána s doplňkovým softwarem, který dokáže přístroj automaticky kalibrovat. Tyto aplikace nejen provádějí uživatele operací krok za krokem, ale také automatizují nezbytné výpočty a změny pro přesnou kalibraci.

Softwarová kalibrace se doporučuje oproti jiným metodám, protože je jednodušší a efektivnější díky použití algoritmů, které berou v úvahu různá kalibrační kritéria.

Pravidelná údržba a rekalibrace
V důsledku potřeby pravidelné údržby a rekalibrace spektrometrů není technika kalibrace přístroje jednorázovou záležitostí. Je možné, že přesnost a spolehlivost spektrometru se může časem zhoršit v důsledku opotřebení, změn teploty a dalších faktorů prostředí.

Běžná údržba, která přispívá k dlouhodobé přesnosti a spolehlivosti přístroje, zahrnuje věci jako kalibrace, seřízení a čištění optických součástí. Toto je jen několik příkladů věcí, které lze udělat.

Závěr:
Je nezbytné, aby spektrometr být zkalibrován, aby bylo možné získat spolehlivé údaje ze spektra. Je možné výrazně zlepšit přesnost, konzistenci a srovnatelnost spektrálních dat kalibrací spektrometrů proti známým benchmarkům a opravou jakýchkoliv nesrovnalostí nebo chyb, které se mohly vyskytnout v důsledku tohoto procesu.

Kalibrace spektrometru umožňuje vědcům a inženýrům pracujícím v široké škále oborů přesněji zkoumat, identifikovat a monitorovat procesy, které monitorují pomocí přístroje. LISUN poskytuje nejkvalitnější spektrometry.

Kalibrací jejich zařízení pro měření spektra a použitím správných kalibračních metodologií mohou výzkumníci a praktici zlepšit své vědecké znalosti, kontrolu kvality a rozhodování v široké škále aplikací. Toho je dosaženo zlepšením přesnosti jejich měření.

Lisun Instruments Limited byl nalezen LISUN GROUP v 2003. LISUN systém jakosti je přísně certifikován podle ISO9001:2015. Jako členství v CIE LISUN produkty jsou navrženy na základě CIE, IEC a dalších mezinárodních nebo národních norem. Všechny produkty prošly certifikátem CE a byly ověřeny laboratoří třetí strany.

Naše hlavní produkty jsou Goniofotometr, Integrace koule, Spektroradiometr, Generátor přepětí, Simulátorové zbraně ESD, Přijímač EMI, Testovací zařízení EMC, Elektrický bezpečnostní tester, Environmentální komora, teplotní komora, Klimatická komora, Tepelná komora, Test na solný postřik, Zkušební komora na prach, Vodotěsný test, Test RoHS (EDXRF), Test žárového drátu  a  Test s plamenem jehly.

Pokud potřebujete podporu, neváhejte nás kontaktovat.
Technické oddělení: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
Obchodní oddělení: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997

Tagy:LMS-6000