spektrometri | Valon voimakkuuden analysointiin

Nykyisessä artikkelissamme tarkastellaan uusimpia spektrometri Kehitys ja trendit sekä niiden kasvava merkitys teollisuudessa ja Tutkimus. Ota selvää, kuinka nykyaikaiset spektrometrit analysoivat valon spektriä ja aallonpituuksia tarkemmin kuin koskaan ennen, mikä edistää innovatiivisia sovelluksia eri erikoisaloilla.

Pitoisuus

• Spektrometri 2024 – Tärkeimmät asiat lyhyesti
• Spektrometriinnovaatioita
  • NIR-spektrometri valvoo oliiviöljyn laatua
  • Spektrometri erinomaisella ED-XRF-analyysillä
  • Erittäin korkea kenttäspektrometri huippuluokan tutkimukseen vihittiin käyttöön
  • Spektrofotometri erittäin tarkkaan värimittaukseen
  • FT-IR-spektrometri kosketuspaneelilla – video
  • Spektrometri mittaa auringon toiminnan epäsäännöllisyyksiä
• Usein kysytyt kysymykset

Spektrometri 2024 – Tärkeimmät asiat lyhyesti

Spektrometrit palvelevat tutkijoita ja kehittäjiä korvaamattomina mittausvälineinä tieteellinen analyysi. Ne tarjoavat yhä tarkempia näkemyksiä materiaalien koostumuksesta aina uusimpiin havaintoihin ihmissolututkimuksesta.

Kuolla Trendit Spektrometriassa on tunnusomaista kehittyneet ilmaisutekniikat ja tekoälyn integrointi tietojen arviointiin. Spektrometrit ovat ratkaisevassa roolissa uusien materiaalien tutkimuksessa, ympäristöanalyysissä ja lääketieteellisessä diagnostiikassa. Niiden kyky analysoida monimutkaisia ​​spektrejä tekee niistä välttämättömiä uraauurtavassa tutkimuksessa esimerkiksi nanoteknologian, lääkkeiden ja biotekniikan aloilla. Nämä työkalut tarjoavat arvokasta tietoa, joka on välttämätöntä molekyylien vuorovaikutusten ymmärtämiseksi ja uusien hoitojen ja teknologioiden kehittämiseksi.

Teollisuudessa Laadunvarmistus Materiaalitestauksen lisäksi spektrometrejä käytetään kontaminaatiotestaukseen elintarviketeollisuus, kolorimetria tekstiilien ja pinnoitteiden hallinnassa, teollisuuslaitosten päästöjen hallintaan tai petrokemialliseen analyysiin mm. B. öljytuotteet.

Spektrometriinnovaatioita

Alla esittelemme sinulle uudet tuotteet ja sovellusesimerkkejä teollisuudesta ja tutkimuksesta:

NIR-spektrometri valvoo oliiviöljyn laatua

07.02.2024. helmikuuta XNUMX | Lakisääteiset vaatimukset pakottavat elintarvikkeiden tuottajat suorittamaan tiukkaa laadunvalvontaa. Tämän tarkoituksena on suojella kuluttajia haitallisilta aineilta ja ilmoittaa selkeästi ainesosat. Lähellä infrapunaa- (NIR)-spektrometrit ovat oikea työkalu tähän. Ne mahdollistavat luotettavan ja hajoamattoman laajan valikoiman ainesosien mittaamisen suoraan mm. B. maitotuotteet ja leivonnaiset, lihatuotteet, makeiset tai ruokaöljyt.

Lähi-infrapunaspektroskopia toimii valolla, jonka aallonpituus on noin 800-2500 nm. Kun absorboi NIR-säteilyä Molekyylit värähtelyyn stimuloitunut. Tiedot molekyylikoostumuksesta voidaan lukea heijastuneista spektreistä. Näitä voidaan sitten käyttää aineiden tunnistamiseen ja kvantifiointiin. Seuraava sovellus tekee tämän selväksi:

Määritä öljypitoisuus ennen puristamista

POLYTEC Portfoliossaan on modulaarisia spektrometrejä, jotka voidaan joustavasti mukauttaa tietyn tuotteen tai prosessin ominaisuuksiin. NIR-spektrometrejä käytetään monilla elintarviketuotannon osa-alueilla: ruokaöljyjen valmistajat käyttävät teknologiaa öljysiementen ja hedelmien öljypitoisuuden määrittämiseen ennen puristamista. Oliiveille öljy ja happamuus voidaan määrittää heti sadonkorjuun jälkeen liukuhihnalta. Tämä on tärkeää, koska toimittajille maksetaan oliivien öljypitoisuuden perusteella.

Rasvahappopitoisuus määrää laatutason

Ensimmäisen puristuksen jälkeen NIR-spektrometri mittaa rasvahappopitoisuuden, joka määrittää laatuluokan. Esimerkiksi korkeimmalla laatuluokalla extra neitsyt rasvahappopitoisuus ei saa olla yli 0,8 tai vielä parempi alle 0,5 %. Puristemassan jäännösöljypitoisuus voidaan määrittää puristuksen jälkeen, jotta voidaan päättää, kannattaako jatkokäsittely alemman laatuluokan kanssa. NIR-spektrometrit voivat auttaa lisäämään puristusprosessin tehokkuutta ja varmistamaan ja mieluiten parantamaan tuotetun ruokaöljyn laatua.

Spektrometri erinomaisella ED-XRF-analyysillä

25.01.2024 | Spektroanalyyttiset instrumentit esittelee spektrometrin "Spectro Xepos" uusimman sukupolven lisähyppelynä energiaa hajottavassa röntgenfluoresenssianalyysissä (ED-XRF). Se on suunniteltu päihittämään perinteiset ED-XRF-instrumentit suorituskyvyllä, joka on usein yhtä suuri kuin aallonpituutta hajauttavilla WD-XRF-instrumenteilla – huomattavasti alhaisemmilla käyttökustannuksilla. 

Uusimmassa Spectro Xeposissa on lukuisia parannuksia, kuten:

1. Parantunut Spektrin dekonvoluutio Seulontamenetelmien tarkkuuden lisäämiseksi jopa vaikeilla näytteillä, joilla on monimutkainen spektri.
2. Jopa 2x lyhyemmät mittausajat kuin edellinen malli, mutta vertailukelpoisella tarkkuudella. Monien näytteiden täydellinen analyysi valmistuu 1–2 minuutissa.
3. Uusi Monikerroksinen paketti mahdollistaa spektrometrin analysoinnin paksuuden nanometrialueeseen saakka ja jopa 8 kerroksen koostumuksen jopa 55 elementille substraatilla. Tämän seurauksena laite tuottaa viitteettömän analyysin, joka perustuu yksinomaan kiinteisiin, puhtaisiin näytteisiin.

Uusi spektrometri soveltuu erityisen hyvin vaativiin tehtäviin nopeaan yleiskuvaan tai tarkkuuteen laadunvalvonta. Sovelluksia löytyy muun muassa ympäristöteknologiasta, petrokemiasta ja kemiasta, geologiasta, elintarvike- ja rehuteollisuudesta sekä lääketeollisuudesta.

Neljä malliversiota tarjoavat optimoidun suorituskyvyn asianomaisille elementtiryhmille vastaavissa matriiseissa.

Erittäin korkea kenttäspektrometri huippuluokan tutkimukseen vihittiin käyttöön

01.12.2023 | klo Goethen yliopisto Moderni ydinmagneettinen resonanssispektrometri (NMR-spektrometri), jonka taajuus on 1,2 gigahertsiä, otettiin käyttöön Frankfurtissa, joka on virstanpylväs biomolekyylitutkimuksessa.

Avajaisissa oli henkilöitä, kuten liittovaltion tutkimusministeri Bettina Stark Watzinger ja Hessen valtiovarainministeri Michael Boddenberg esittää. Spektrometri, liittovaltion rahastojen, Hessenin osavaltion ja yliopiston rahoittama 30 miljoonan euron investointi, on laatuaan yksi maailman tehokkaimmista ja on erikoistunut biomolekyylien tutkimukseen rokotteiden, syövän ja Alzheimerin tutkimuksessa.

Tämä huippuluokan laite avaa uusia mahdollisuuksia tilan muodon tutkimukseen biomolekyylejä, erityisesti "luonnollisesti häiriintyneitä proteiineja". Nämä proteiinit, jotka muodostavat yli kolmanneksen ihmissolujen proteiineista, ovat tärkeitä solun proteiinien toiminnalle ja säätelylle.

Poikkeamat näissä proteiinit voi johtaa hermostoa rappeutuviin sairauksiin, kuten Alzheimerin tautiin, syöpään ja sydän- ja verisuonisairauksiin. Innovatiivisella suprajohtavalla tekniikalla varustettu NMR-spektrometri tuottaa erittäin homogeenisen magneettikentän, joka on 600.000 XNUMX kertaa voimakkaampi kuin maan magneettikenttä ja mahdollistaa siten tarkat tutkimukset.

Spektrofotometri erittäin tarkkaan värimittaukseen

25.03.2020. maaliskuuta XNUMX | Tuotannon alhaisemman romumäärän varmistamiseksi prosesseja on seurattava jatkuvasti. ColorLite on kehittänyt spektrofotometrin SPH IPM 100 % värimittaukseen. Korkean mittausvakauden ja tarkkuuden ansiosta monimutkaiset laboratorioanalyysit eivät ole enää tarpeen.

Tunnistaa kompaktin ja tehokkaan Värien mittausjärjestelmä Jos väripoikkeama jää määritellyn toleranssin ulkopuolelle, se välittää tiedon välittömästi prosessinohjausjärjestelmään. Tuotanto pysähtyy sitten automaattisesti. Liikennevalo ilmaisee visuaalisesti virheen. Viestintä PLS:n kanssa tapahtuu asiakaskohtaisten rajapintojen kautta.

Fab-mittauslaite on yksi 7 tuuman kosketusnäyttö ja värinäyttö asennettu. Yksinkertaisen ja loogisen valikkonavigaation ansiosta käyttäjä näkee mitatut arvot, arvioinnin, tilan ja hälytystiedot heti näytöllä. Jopa ankarassa valmistusympäristössä mittaus Suojattu pölyltä ja vedeltä IP65: n mukaan massiivisella alumiinikotelolla

Mittapäät jokaiselle sovellukselle

Voit Heijastusmittaus Mittapää voidaan integroida koteloon. Tätä tarkoitusta varten se voidaan kiinnittää ulkoisesti mittauskammioon tai poikki tuotantolinjan yläpuolelle. Valittavana on DIN 5033:n mukaan standardoitu mittausgeometria 45°/0° tai d/8° sekä d/0° mittapää, jonka mittauspinta on jopa 80 mm. Valoa läpäisevien tuotteiden, kuten esim elokuvat tai pleksilasi, ylimääräinen valonlähde on asennettu. Nesteitä ja jauheita varten voidaan liittää upposondi, jonka suojausluokka on IP67.

Modulaarisen rakenteen ansiosta värimittausjärjestelmä konfiguroidaan yksilöllisesti tuotteesta ja sovelluksesta riippuen, ja se voidaan yhdistää useisiin lisävarusteisiin. Se voidaan esimerkiksi varustaa täysin automaattisella kalibrointiyksiköllä.

FT-IR-spektrometri kosketuspaneelilla

02.10.2017. lokakuuta XNUMX | Kompakti FT-IR-spektrometri ALPHA II alkaen katselu on helppokäyttöinen ja erittäin tehokas. Nykyaikainen käyttö kosketuspaneelilla on intuitiivista ja mukavaa. Spektrometri soveltuu laadunvalvontaan ja materiaalien tunnistamiseen.

Mittaa auringon aktiivisuuden epäsäännöllisyydet

19.05.2011. toukokuuta XNUMX | Spektrometri, jonka tutkijat Fraunhofer-instituutti Physical Measurement Technology (IPM) Freiburgissa mittaa auringon aktiivisuutta kansainvälisellä avaruusasemalla ISS:llä erittäin tarkasti ja on jo tuottanut odottamattomia tuloksia. Jatkossa ne tuodaan julkisesti saataville tietokannassa: ilmastotutkijat voivat tutkia tietojen avulla, kuinka paljon auringon aktiivisuus vaikuttaa maapallon ilmastoon.

Toistaiseksi auringon aktiivisuus on vaihdellut syklisesti: Yhdentoista vuoden välein Se saavutti minimin ja joka yksitoista vuosi aurinko paistoi maksimivoimakkuudella. Viimeisen minimin kanssa elokuussa 2008 tutkijat tarvitsivat kuitenkin kärsivällisyyttä: taivaankappaleen aktiivisuus ei lisääntynyt odotetusti, vaan jatkoi laskuaan - täysin yllättäen aurinko rikkoutui muuten luotettavasta rytmistään. Vasta vuotta myöhemmin syyskuussa 2009 heidän aktiivisuus alkoi jälleen hieman lisääntyä. Missä määrin auringon intensiteetin vaihtelut ja tämä auringon syklin muutos vaikuttavat maapallon ilmastoon?

IPM: n kehittämä aurinkospektrometri yhdestä lähteestä elektroniikasta optiikkaan mekaniikkaan auttaa selventämään tätä kysymystä. Se löysi myös tiedot, jotka osoittavat muutoksen aurinkosyklissä. "Käytämme spektrometriä äärimmäisen ultraviolettisäteilyn eli lyhytaikaisen EUV: n mittaamiseen aallonpituuksilla 17-220 nm", kertoo Dr. Raimund Brunner, projektipäällikkö IPM: ssä.

Paljon tarkempia mittauksia kuin aikaisemmin

Erityinen Tiedemiehet voivat käyttää spektrometriä mittaamaan auringon aktiivisuutta paitsi pidemmällä havaintojaksolla kuin aikaisemmilla tehtävillä on tavallista, vaan myös paljon tarkemmin. Tämän mahdollistaa kaksi spektrometrissä olevaa ionisaatiokammiota, jotka on täytetty jalokaasulla. Kun äärimmäinen UV-säteily osuu jalokaasuun, se vapauttaa elektroneja kaasusta - sähkövirta kulkee.

Tämä virta on verrannollinen auringon säteilyn voimakkuuteen ja toimii perustana tutkijoille kalibroida spektrometriä ja tehdä tarkkoja kvantitatiivisia lausuntoja - ja lopulta oppia jotain auringon aktiivisuudesta. "Saavutamme mitatut arvot alle kymmenen prosentin virheillä, mikä on paljon parempia kuin aikaisemmat tulokset", korostaa DR. Gerhard Schmidtke, hankkeen tieteellinen johtaja.

Kerroksen paksuuden mittaus takaa jauhemaalauksen laadun

Tulokset tästä ja kahdesta lisäkokeesta avaruusasemalla pitäisi ilmastotutkijat auttaa tulevaisuudessa selvittämään, missä määrin auringon intensiteetin vaihtelut vaikuttavat ilmakehämme ilmastoon:

• Kuinka suuri osa kasvihuoneilmiöstä on kotitekoista?
• Kuinka suuri osa tästä johtuu auringon säteilyn muutoksesta?

Mittaustiedot paljastavat paljon olosuhteista Ionosfääri ja termosfääri, jotka alkavat 80 km:n korkeudesta maanpinnan yläpuolella. EUV-säteily säätelee ionosfäärin lämpötilaa ja hiukkastiheyksiä. Tällä on seurauksia: Jos säteilyn voimakkuus muuttuu, se vaikuttaa sekä satelliittien kiertoradalle että satelliittien ja maan väliseen radioyhteyteen. Esimerkiksi, jotta GPS-tiedot ovat senttimetrin tarkkoja, ionosfäärin koostumus on tiedettävä. Jatkossa saadut tiedot tallennetaan Internetissä olevaan tietokantaan, jotta ne ovat julkisesti saatavilla.

Oletettavasti aurinkosyklien päällekkäisyys

Tästä syystä aurinko on poissa asemastaan ​​ensimmäistä kertaa sen jälkeen, kun auringon aktiivisuus dokumentoitiin yhdentoista vuoden rytmi Tutkijat eivät voi vielä varmuudella sanoa, mitä tapahtui. He epäilevät, että aiemmin tunnetun aurinkosyklin lisäksi on olemassa toinen, Gleissbergin sykli, jolla on paljon pidempi aikajakso - luultavasti 75-100 vuotta - ja joka on päällekkäin yhdentoista vuoden syklin kanssa.

Spektrometrin toiminta-aika on merkitty Solaces, jonka alun perin suunniteltiin vain puolentoista vuodeksi ja nyt kolmeksi vuodeksi, ESA jatkoi hiljattain kolmella vuodella. "Tämä tarkoittaa, että voimme tutkia myös auringon enimmäisintensiteettiä vuonna 2013", tutkija iloitsee.

Usein kysytyt kysymykset

Mikä on spektrometri?

Spektrometri on välttämätön väline Valonlähteiden spektrin mittaaminen. Se havaitsee ja analysoi valon intensiteetin sähkömagneettisen spektrin eri osissa, mukaan lukien näkyvä valo ja muut aallonpituusalueet.

Mitä mittaat spektrometrillä?

Spektrometrin avulla tutkijat ja insinöörit voivat tutkia valonlähteiden spektrikoostumusta tunnistaakseen kemiallisia koostumuksia, arvioidakseen materiaalien laatua tai seuratakseen ympäristön muutoksia.

Millaisia ​​spektrometrejä on olemassa?

Spektrometrejä on eri tyyppejä, joista jokainen on erityisesti suunniteltu eri sovelluksille ja spektrin mittausalueille. Yleisimpiä ovat:

1. Atomiabsorptiospektrometri erikoistunut metallien ja muiden alkuaineiden analysointiin.
2. Emissiospektrometri mittaa valon tai sähkömagneettisen säteilyn emissio näytteellä - Sovellus: materiaalianalyysi ja tähtitiede. 
3. Fluoresenssispektrometri mittaa aineen lähettämän valon säteilyä, kun se absorboi valoa tai muuta sähkömagneettista säteilyä.
4. FTIR-spektrometri (Fourier-muunnos infrapuna) orgaanisten yhdisteiden ja joidenkin epäorgaanisten aineiden analysointiin. Jokainen näistä spektrometreistä käyttää erilaisia ​​menetelmiä saadakseen tietoa näytteiden koostumuksesta ja ominaisuuksista.
5. Infrapunaspektrometri mittaa infrapunavalon absorptio, heijastus tai läpäisy näytteen läpi - Sovellus: kemiallinen analyysi, elintarviketeollisuus, ympäristön seuranta.
6. massaspektrometria molekyylien ja atomien massojen analysointiin.
7. Raman-spektrometri käytä Raman-sironnaa saadaksesi tietoa näytteen molekyylirakenteesta - Sovellus: Materiaalitiede, oikeuslääketiede, lääketeollisuus.
8. spektrofotometri käytetään pääasiassa valon absorption tai heijastuksen mittaamiseen eri aallonpituusalueilla.
9. UV-Vis-spektrometri mittaa ultraviolettivalon (UV) ja näkyvän (Vis) valon absorptio tai heijastus näytteellä - sovellus: analytiikka, biokemia, elintarviketeollisuus.

Miten optinen spektrometri toimii?

Ein optinen spektrometri toimii, ohjaamalla valonlähteestä tulevaa valoa prisman tai hilan läpi, mikä jakaa valon sen erilaisiin spektrikomponentteihin (eri värit tai aallonpituudet). Nämä komponentit projisoidaan sitten ilmaisimeen, joka mittaa valon intensiteetin jokaisessa spektrin osassa. Saadut tiedot antavat tietoa valonlähteen spektrikoostumuksesta, mahdollistavat kemiallisten aineiden tunnistamisen tai tiettyjen alkuaineiden tai yhdisteiden pitoisuuksien mittaamisen näytteestä.

Lähde: Tämä artikkeli perustuu seuraavien yritysten tietoihin: Bruker, Colorlite, Fraunhofer, Goehthe University, Polytec, Spectro.

Saatat olla myös kiinnostunut...

Infrapunakamera optimoi Laser Powder Bed Fusion 3D -tulostuksen

Tutustu lasersulatusmetallijauheiden etuihin: metallien 3D-tulostus nauttii...

Tekoäly | suuntauksia ja kehitystä

Tekoäly (AI) muuttaa elämäämme tavoilla, joita emme koskaan uskoneet mahdolliseksi...

3D-tulostin | Muoviosien lisävalmistus

Olipa kyseessä additiivinen valmistus, generatiivinen valmistus tai nopea prototyyppivalmistus, komponentit valmistetaan näissä prosesseissa...

Teollinen 3D-tulostus metallille – uskomattomia mahdollisuuksia

Metallista 3D-tulostinta käytetään yhä enemmän tuotannossa. Päivien tai viikkojen sijaan perinteisellä...

Ohjelmointirobotit | ohjelmistot ja säätimet

Olipa kyseessä teollisuusrobotit tai kobotit: Ilman oikeaa ohjelmistoa ja interaktiivisen robotin ohjelmointia...

Muovikehitys: Biopohjainen, pyöreä, kestävämpi

Muovien resurssitehokasta käyttöä varten Fraunhofer Institute for Environmental, Safety and Technology...