Espectrómetro multicanalÉ um equipamento essencial no campo da medição e análise óptica, que combina tecnologia óptica e eletrônica avançada para obter informações espectrais de substâncias de forma eficiente e precisa, desempenhando um papel importante em muitas indústrias. Ele é analisado com base nas propriedades de absorção, emissão ou dispersão de diferentes comprimentos de onda da matéria. O sistema óptico incorporado ao instrumento divide primeiro a luz composta emitida pela fonte de luz em luz monocromática ordenada em ordem de comprimento de onda, e o detector multicanal pode simultaneamente detectar e converter sinais ópticos de diferentes comprimentos de onda, transformando o sinal óptico em sinal elétrico e obter dados espectrais através do sistema de processamento de dados.

　　Espectrómetro multicanalSeus componentes incluem principalmente os seguintes módulos principais, que trabalham em conjunto para a coleta e análise de espectros:

I. Sistema de fonte de luz

Função: fornecer luz de excitação ou iluminação para que a amostra produza sinais de luz detetáveis (como luz refletida, fluorescência, luz dispersa, etc.).

Tipos comuns:

Fonte de luz contínua: como a lâmpada de deutério (zona ultravioleta), a lâmpada de halotungstênio (visível - zona infravermelha próxima), a lâmpada de xenão (zona ultravioleta visível), etc., é adequada para a medição espectral de absorção e reflexão convencionais.

Fonte de luz de pulso: como o laser (monocromática boa), adequado para fluorescência, espectro de Raman e outros cenários que exigem excitação de comprimento de onda específico.

Componentes auxiliares: incluindo estabilizadores de luz (para garantir a estabilidade da intensidade da luz), lentes ou fibras ópticas (para direcionar a luz para a amostra ou monocromático).

Sala de amostras / piscina de amostras

Função: colocar a amostra e realizar a interação da luz com a amostra (por exemplo, absorção, reflexão, transmissão, dispersão, etc.).

Características do design:

Diferentes bastidores de amostras são projetados de acordo com a forma da amostra (sólido, líquido, gás), por exemplo, amostras líquidas geralmente usam placas de quartzo e amostras sólidas usam sondas de reflexão ou mesas de amostras.

Alguns instrumentos estão equipados com termostato, agitação e outros dispositivos para adaptar-se às necessidades de medição de amostras especiais (como amostras biológicas, sistemas de reação química).

Sistema espectral (monocromático)

Efeito: A descomposição da luz composta em luz monocromática ordenada em ordem de comprimento de onda é um dos componentes principais do espectrómetro.

Principais componentes:

Fendas de entrada: limitar a largura da luz de entrada, reduzir a dispersão da luz e melhorar a resolução espectral.

Espelho recto: converte a luz difusa através das fendas em luz paralela, projetada sobre o elemento de dispersão.

Componentes de dispersão: Realizar a dispersão da luz (espectrosfera), os tipos comuns são:

Raster: utilizando a difração da luz e o princípio de interferência, a dispersão é alta e a faixa de comprimentos de onda é ampla, é a escolha principal.

Prisma: Usando o princípio de refração da luz, a espectroscopia é adequada para uma faixa específica de comprimentos de onda (como a luz visível), mas com uma dispersão baixa.

Espelho de foco: Foca a luz monocromática após a dispersão na fenda de emissão ou na matriz de detectores.

IV. Sistema de detecção

Efeito: Converter um sinal óptico (fótons) em um sinal elétrico (corrente ou tensão) e fazer uma amplificação inicial.

Componentes principais:

Array de detectores multicanal: esta é a diferença fundamental entre o espectrómetro multicanal e o espectrómetro de canal único, capaz de detectar sinais ópticos de vários comprimentos de onda simultaneamente, sem a necessidade de mover os componentes para varredura de comprimentos de onda, melhorando significativamente a velocidade de detecção. Tipos comuns são:

Dispositivo de acoplamento de carga (CCD): adequado para a área visível ultravioleta, com alta sensibilidade e resposta rápida, amplamente utilizado em análises espectrais convencionais.

Array de diodos fotoeletrônicos (PDA): Tempos de resposta curtos e adequados para monitoramento de processos dinâmicos rápidos, como a dinâmica de reações químicas.

Arrays de detectores de infravermelho (por exemplo, arrays MCT de mercúrio de cadmio-cadmio): adequados para áreas espectrais de infravermelho, com dispositivos de refrigeração necessários para reduzir o ruído.

Circuito de amplificação de sinal: amplifica o sinal elétrico fraco da saída do detector para facilitar o processamento posterior.

Sistemas de processamento e controle de dados

Função: captar, converter, analisar e controlar o funcionamento de vários componentes do instrumento (como interruptores de fonte de luz, calibração de comprimento de onda, etc.).

Composição:

Cartão de captura de dados: converte sinais elétricos analógicos em sinais digitais e os transmite para o computador.

Sistema de software: exibição, armazenamento e análise em tempo real de dados espectrais (por exemplo, detecção de picos, correção de linha de base, ajuste espectral, etc.) e interface de operação do instrumento (configuração de parâmetros, edição de métodos, etc.).

Sistema de controle: através de instruções de microprocessador ou computador, coordenar o trabalho da fonte de luz, sistema espectral, detector para garantir o funcionamento estável do instrumento.