Espectrómetro de fibra óptica visible ultravioleta

El instrumento espectral es una parte importante del instrumento óptico, es el equipo básico para aplicar principios ópticos para medir, analizar y procesar la estructura y composición de la materia, tiene las ventajas de alta precisión de análisis, gran alcance de medición y velocidad rápida. los espectrómetros ordinarios solo pueden detectar la banda visible de 400 a 800 nm de longitud de onda, mientras que en algunos campos especiales, es necesario detectar la banda ultravioleta de 200 a 400 nm de longitud de onda.

En la actualidad, la mayoría de los espectrómetros ultravioleta en miniatura en el mercado utilizan un adelgazamiento hacia atrás o un CLD recubierto como elemento sensible a la luz, que es relativamente caro, por lo que este artículo propone un esquema de diseño para aplicar chips de sensores CMOS rentables al espectrómetro ultravioleta - visible. el sistema utiliza fibra óptica como elemento guía de luz, divide la luz a través de rejillas, y los haces de luz procesados se proyectan paralelos en la superficie del sensor, que luego se convierten en señales eléctricas. a través de la conversión a / d, almacenamiento y transmisión de señales de la parte del circuito, los datos se cargan al ordenador superior para la visualización y análisis de imágenes espectrales. para que Los elementos sensibles a la luz obtengan haces de luz paralelos uniformes, monocromáticos y de alta resolución, es necesario construir un sistema óptico de tamaño razonable.

Al final del artículo, a través de la comparación de experimentos de diseño, se verifica que el espectrómetro de fibra óptica ultravioleta - visible en miniatura diseñado con este esquema tiene una buena sensibilidad ultravioleta, con un rango espectral de 200 a 400 nm y una resolución de hasta 2,0 nm.

Principios de aplicación

En el momento de la prueba，Conectar el espectrómetro de fibra óptica a la computadora（Puerto USB(...)Y electrificado，Activar el software correspondiente al instrumento，abrirLámpara de halógeno de deuteriodeFuente de luz，Halógeno de deuterioLa luz compuesta emitida por la luz pasa por la fibra óptica y llega a un camino óptico de 1 a través de una sonda de fibra óptica.0Piscina de circulación abierta de mm，La luz absorbida parcialmente llega a las ranuras y a través de la fibra óptica después de ser reflejada por el espejo recubierto.planoMonocromador de rejilla facial，porSensores CMOSConvertir la señal óptica en la señal eléctrica correspondiente，Después del procesamiento del chip de datos central，Las señales eléctricas se convierten en señales digitales y se muestran en la computadora. El espectrómetro seleccionado por el instrumento tiene un rango de longitud de onda de 200 -400nm，La precisión de la longitud de onda es±0,3 nm，La reproducibilidad de la longitud de onda es de ± 0,1 nm.（Deriva de temperatura de longitud de onda 0,4 NM / 10 ℃.(...).

Muestras y métodos de prueba

Las muestras de prueba son de cinco tipos:

Cloruro de calcio, cloro & potasio, bromuro de sodio, yoduro de sodio, solución de cloruro de sodio (100 ppm, 200 ppm, 500 ppm, 800 ppm, 1200 ppm, 2000ppm, 3000 ppm, 5000 ppm, 8000 ppm, 10000 ppm)

Se adopta aopu Tiancheng (xiamen) Optoelectronics co., Ltd.El espectrómetro de fibra óptica en miniatura visible ultravioleta atp2002 producido.

Condiciones de prueba: tiempo de integración 7 ms, número promedio de veces 5, rango de escaneo 180 - 420 nm, temperatura ambiente.

Resultados y análisis de las pruebas

4.1 diagrama de comparación de absorción de 100 - 10000ppm de solución de cloruro de calcio

4.2 diagrama de comparación de absorción de 100 - 10000ppm de solución de cloro & potasio

4.3 diagrama de comparación de la absorción de 100 - 10000ppm de la solución de bromuro de sodio

4.4 diagrama de comparación de la Absorbancia de 100 - 10000ppm de la solución de yoduro de sodio

4.5 diagrama de comparación de absorción de 100 - 10000ppm de solución de cloruro de sodio

4.6 datos de comparación transversal de absorción de luz de cinco muestras

4.6.1 mapa de comparación de absorción de 100 ppm

4.6.2 mapa de comparación de absorción de 1200 PPM

4.6.3 mapa de comparación de absorción de 2000ppm

Mapa de comparación de absorción de 4,6,4 10000ppm

Conclusiones

Este artículo presenta los principios básicos del método de espectrometría, y los experimentos relevantes verifican que el espectrómetro tiene una buena precisión de medición y buena estabilidad, proporcionando una gran cantidad de datos originales para el uso del espectrómetro de fibra óptica para probar la absorción de la solución. El espectrómetro puede ser ampliamente utilizado en la detección de la Absorbancia de la solución.