spektrometer | För analys av ljusintensitet
- Detaljer
- Träffar: 8220
I vår nuvarande artikel tittar vi på de senaste spektrometer Utveckling och trender samt deras växande betydelse inom industri och forskning. Ta reda på hur moderna spektrometrar analyserar ljusets spektrum och våglängder mer exakt än någonsin och därmed bidrar till innovativa tillämpningar inom olika specialistområden.
innehåll
Spectrometer 2024 – Det viktigaste i korthet
Spektrometrar tjänar forskare och utvecklare som oumbärliga mätinstrument i vetenskaplig analys. De erbjuder allt mer exakta insikter i materialsammansättningen fram till de senaste rönen inom mänsklig cellforskning.
den Trender inom spektrometri kännetecknas av avancerad detektionsteknik och integrering av AI för datautvärderingar. Spektrometrar spelar en avgörande roll i forskningen om nya material, i miljöanalyser och i medicinsk diagnostik. Deras förmåga att analysera komplexa spektra gör dem oumbärliga för banbrytande forskning inom områden som nanoteknik, läkemedel och bioteknik. Dessa verktyg tillhandahåller värdefull data som är nödvändig för att förstå molekylära interaktioner och utveckla nya terapier och teknologier.
I det industriella Kvalitetssäkring Förutom materialtestning används spektrometrar för kontamineringstestning livsmedelsindustrin, kolorimetri inom textil- och beläggningskontroll, för emissionskontroll av industrianläggningar eller för petrokemisk analys av t.ex. B. petroleumprodukter.
Spektrometerinnovationer
Nedan presenterar vi för dig nya produkter och tillämpningsexempel från industri och forskning:
NIR-spektrometer kontrollerar kvaliteten på olivolja
07.02.2024 februari XNUMX | Lagkrav tvingar livsmedelsproducenter att genomföra strikta kvalitetskontroller. Detta är avsett att skydda konsumenter från skadliga ämnen och att tydligt deklarera ingredienser. Nära infraröd- (NIR) spektrometrar är rätt verktyg för detta. De tillåter tillförlitliga och oförstörande mätningar av en mängd olika ingredienser direkt i produktionslinjerna för t.ex. B. mejeriprodukter och bakverk, köttprodukter, konfektyr eller matolja.
Nära-infraröd spektroskopi arbetar med ljus mellan cirka 800 och 2500 nm våglängder. Vid absorbering av NIR-strålning Molekyler till vibrationer stimulerade. Information om den molekylära sammansättningen kan avläsas från de reflekterade spektra. Dessa kan sedan användas för att identifiera och kvantifiera ämnen. Följande applikation klargör detta:
Bestäm oljehalten innan pressning
Polytec har spektrometrar i sin portfölj med en modulär design som flexibelt kan anpassas till givna produkt- eller processegenskaper. NIR-spektrometrar används inom många områden av livsmedelsproduktion: tillverkare av matoljor använder tekniken för att bestämma oljehalten i oljeväxter och frukter innan de pressas. För oliver kan olja och surhet bestämmas direkt efter skörd på transportbandet. Detta är viktigt eftersom leverantörerna får betalt baserat på oljeinnehållet i oliverna.
Fettsyrahalten avgör kvalitetsnivån
Efter första pressningen mäter en NIR-spektrometer fettsyrahalten, vilket bestämmer kvalitetsklassen. Till exempel med högsta kvalitetsklass kallpressad fettsyrahalten bör inte vara mer än 0,8, eller ännu bättre, mindre än 0,5%. Restoljehalten i pressrester kan bestämmas efter pressning för att avgöra om ytterligare bearbetning med lägre kvalitetsklass lönar sig. NIR-spektrometrar kan hjälpa till att öka effektiviteten i pressprocessen och säkerställa och, idealiskt, öka kvaliteten på den matolja som produceras.
Spektrometer med enastående ED-XRF-analys
25.01.2024 | Spektroanalytiska instrument presenterar den senaste generationen av spektrometern "Spectro Xepos" som ett ytterligare kvantsprång i energidispersiv röntgenfluorescensanalys (ED-XRF). Den är utformad för att överträffa traditionella ED-XRF-instrument med prestanda som ofta är lika med den för våglängdsspridande WD-XRF-instrument - till betydligt lägre driftskostnader.
Den senaste Spectro Xepos har många förbättringar inklusive:
- Förbättrad Spektral dekonvolution för högre noggrannhet av screeningmetoderna även med svåra prover med ett komplext spektrum.
- Upp till 2x kortare mättider än den tidigare modellen, men med jämförbar precision. För många prover slutförs fullständig analys inom 1 till 2 minuter.
- Nytt Flerskiktspaket låter spektrometern analysera tjockleken ner till nanometerområdet och sammansättningen av upp till 8 lager för upp till 55 element på ett substrat. Som ett resultat levererar enheten referensfri analys som enbart är baserad på fasta, rena prover.
Den nya spektrometern är särskilt lämplig för krävande uppgifter för snabba översiktsanalyser eller exakta kvalitetskontroll. Tillämpningar finns inom bland annat miljöteknik, petrokemi och kemi, geologi, livsmedels- och foderindustrin och läkemedel.
Fyra modellvarianter erbjuder optimerad prestanda för de relevanta elementgrupperna i motsvarande matriser.
Ultrahögfältsspektrometer för banbrytande forskning invigd
01.12.2023 | Vid Goethe-universitetet En toppmodern kärnmagnetisk resonansspektrometer (NMR-spektrometer) med en frekvens på 1,2 gigahertz togs i drift i Frankfurt, en milstolpe inom biomolekylär forskning.
Personligheter som den federala forskningsministern var vid invigningen Bettina Stark Watzinger och Hesses finansminister Michael Boddenberg närvarande. Spektrometern, en investering på 30 miljoner euro finansierad av federala fonder, delstaten Hessen och universitetet, är en av de mest kraftfulla i sitt slag i världen och är specialiserad på studiet av biomolekyler inom forskning om vaccin, cancer och Alzheimers.
Denna banbrytande enhet öppnar nya möjligheter för att undersöka den rumsliga formen av biomolekyler, särskilt "inneboende störda proteiner". Dessa proteiner, som utgör mer än en tredjedel av proteinerna i mänskliga celler, är avgörande för funktionen och kontrollen av proteiner i cellen.
Avvikelser i dessa protein kan leda till neurodegenerativa sjukdomar som Alzheimers, cancer och hjärt- och kärlsjukdomar. Utrustad med innovativ supraledande teknologi genererar NMR-spektrometern ett extremt homogent magnetfält som är 600.000 XNUMX gånger starkare än jordens magnetfält och möjliggör därmed exakta undersökningar.
Spektrofotometer för mycket exakt färgmätning
25.03.2020 mars XNUMX | För att säkerställa en lägre skrothastighet i produktionen måste processerna övervakas kontinuerligt. Färg Lite har utvecklat spektrofotometern SPH IPM för 100 % färgmätning. Tack vare den höga mätstabiliteten och noggrannheten är komplexa laboratorieanalyser inte längre nödvändiga.
Upptäcker det kompakta och kraftfulla Färgmätningssystem Om en färgavvikelse faller utanför den specificerade toleransen, överför den omedelbart informationen till processtyrningssystemet. Produktionen stoppas då automatiskt. Ett trafikljus indikerar visuellt felet. Kommunikation med PLS sker via kundspecifika gränssnitt.
Enheten för färgmätning är utrustad med en 7" pekskärm och färgdisplay inpassad. Tack vare enkel och logisk menynavigering ser operatören mätvärden, utvärdering samt status- och larmmeddelanden direkt på displayen. Även i tuffa produktionsmiljöer mätning IP65 skyddad mot damm och vatten av det solida aluminiumhöljet.
Mäthuvuden för varje applikation
Till reflektionsmätning Mäthuvudet kan integreras i höljet. För detta ändamål kan den fästas externt i en mätkammare eller traversera ovanför produktionslinjen. Du kan välja mellan mäthuvuden med en 5033°/45° eller d/0° mätgeometri standardiserade enligt DIN 8 samt ett d/0° mäthuvud med en mätyta på upp till 80 mm. För mätning av transmissionen av ljusgenomsläppliga produkter som t.ex filmer eller plexiglas, en extra ljuskälla installeras. En doppsond med skyddsklass IP67 kan anslutas för vätskor och pulver.
Tack vare den modulära strukturen kan färgmätsystemet konfigureras individuellt beroende på produkt och applikation och kan kombineras med ett stort antal valfria tillbehör. Den kan till exempel utrustas med en helautomatisk kalibreringsenhet.
FT-IR-spektrometer med pekskärm
02.10.2017 oktober XNUMX | Den kompakta FT-IR-spektrometern ALPHA II från Bruker är lätt att använda och mycket kraftfull. Den moderna driften med pekpanelen är intuitiv och bekväm. Spektrometern är lämplig för kvalitetskontroll och identifiering av material.
Mät oegentligheter i solaktivitet
19.05.2011 maj XNUMX | En spektrometer som forskare vid Fraunhofer-institutet för Physical Measurement Technology (IPM) i Freiburg, mäter solaktiviteten på den internationella rymdstationen ISS med stor precision och har redan levererat oväntade resultat. I framtiden kommer dessa att göras tillgängliga för allmänheten i en databas: klimatforskare kan använda data för att undersöka hur mycket solaktiviteten påverkar jordens klimat.
Hittills har solaktiviteten fluktuerat cykliskt: Vart elfte år Den nådde ett minimum och vart elfte år sken solen med maximal intensitet. Men med det sista minimumet i augusti 2008 behövde forskarna tålamod: himlakroppens aktivitet ökade inte som förväntat, utan fortsatte att minska – helt oväntat bröt solen ur sin annars pålitliga rytm. Det var bara ett år senare i september 2009 som deras aktivitet började öka något igen. I vilken utsträckning påverkar fluktuationer i solintensiteten och denna förändring i solcykeln jordens klimat?
En solspektrometer, utvecklad av IPM från en enda källa, från elektronik till optik till mekanik, hjälper till att klargöra denna fråga. Den hittade också data som visar förändringen i solcykeln. "Vi använder spektrometern för att mäta extrem ultraviolett strålning, eller EUV för kort, med våglängder som sträcker sig från 17 till 220 nm," säger Dr. med. Raimund Brunner, projektledare på IPM.
Mycket mer exakta mätningar än tidigare
Den speciella Forskarna kan använda spektrometern för att mäta solens aktivitet inte bara under en längre observationsperiod än vad som är vanligt med tidigare uppdrag, utan också mycket mer exakt. Detta möjliggörs av två joniseringskammare i spektrometern som är fyllda med ädelgas. När extrem UV-strålning träffar ädelgasen frigör den elektroner från gasen – en elektrisk ström flyter.
Denna ström är proportionell mot solstrålningens intensitet och fungerar som en grund för forskare att kalibrera spektrometern och göra exakta kvantitativa uttalanden – och i slutändan lära sig något om solaktivitet. "Vi uppnår mätvärden med fel på mindre än tio procent, vilket är mycket bättre än tidigare resultat", betonar Dr. Gerhard Schmidtke, vetenskaplig ledare för projektet.
Mätning av skikttjocklek garanterar kvalitet i pulverlackering
Resultaten från detta och ytterligare två experiment på rymdstationen bör klimatforskare kommer att hjälpa i framtiden att ta reda på i vilken utsträckning fluktuationer i solintensiteten påverkar klimatet i vår atmosfär:
- Hur mycket av växthuseffekten är hemmagjord?
- Hur mycket av detta beror på förändringen i solstrålningen?
Mätdata avslöjar mycket om förhållandena i Jonosfär och termosfär, som börjar på en höjd av 80 km över jordens yta. EUV-strålning styr temperaturen och partikeldensiteten i jonosfären. Detta får konsekvenser: Om intensiteten på strålningen ändras påverkar det både satelliternas omloppsbana och radioförbindelsen mellan satelliterna och till jorden. Till exempel, för att GPS-data ska vara korrekta till centimetern, måste jonosfärens sammansättning vara känd. De uppgifter som erhålls kommer i framtiden att lagras i en databas på Internet för att göra den tillgänglig för allmänheten.
Förmodligen överlagring av solcykler
Det är därför solen är ur sin position för första gången sedan solaktiviteten dokumenterades elva års rytm Forskarna kan ännu inte med säkerhet säga vad som hände. De misstänker att det förutom den tidigare kända solcykeln finns ytterligare en, Gleissbergcykeln, som har en mycket längre tid - troligen 75 till 100 år - och är överlagrad på elvaårscykeln.
Uppdragstiden för spektrometern märkt Tröstar, som från början bara planerades för ett och ett halvt år och nu är tre år, förlängdes nyligen av ESA med ytterligare tre år. "Detta betyder att vi också kan undersöka den maximala solintensiteten 2013", säger forskaren glatt.
Vanliga frågor
Vad är en spektrometer?
En spektrometer är ett viktigt instrument för Mätning av ljuskällors spektrum. Den detekterar och analyserar ljusintensiteten över olika delar av det elektromagnetiska spektrumet, inklusive synligt ljus och andra våglängdsområden.
Vad mäter man med en spektrometer?
Med hjälp av en spektrometer kan forskare och ingenjörer undersöka ljuskällornas spektrala sammansättning för att identifiera kemiska sammansättningar, bedöma kvaliteten på material eller övervaka miljöförändringar.
Vilken typ av spektrometrar finns det?
Det finns olika typer av spektrometrar, var och en speciellt designad för olika applikationer och mätområden för spektrumet. De vanligaste inkluderar:
- Atomabsorptionsspektrometer specialiserad på analys av metaller och andra grundämnen.
- Emissionsspektrometer mäta emissionen av ljus eller elektromagnetisk strålning av ett prov - Användning: materialanalys och astronomi.
- Fluorescensspektrometer mäta emissionen av ljus som avges av ett ämne när det absorberar ljus eller annan elektromagnetisk strålning.
- FTIR-spektrometer (Fourier transform infrared) för analys av organiska föreningar och vissa oorganiska ämnen. Var och en av dessa spektrometrar använder olika metoder för att få information om provernas sammansättning och egenskaper.
- Infraröd spektrometer mäta absorption, reflektion eller överföring av infrarött ljus genom ett prov - Användning: kemisk analys, livsmedelsindustri, miljöövervakning.
- masspektrometri för att analysera massorna av molekyler och atomer.
- Raman spektrometer använd Raman-spridning för att få information om molekylstrukturen hos ett prov - Tillämpning: Materialvetenskap, kriminalteknik, läkemedelsindustri.
- spektrofotometer används främst för att mäta absorption eller reflektion av ljus i olika våglängdsområden.
- UV-Vis spektrometer mäta absorptionen eller reflektionen av ultraviolett (UV) och synligt (Vis) ljus av ett prov - applikation: analys, biokemi, livsmedelsindustri.
Hur fungerar en optisk spektrometer?
En optisk spektrometer fungerar, genom att föra ljus från en ljuskälla genom ett prisma eller gitter, vilket bryter ljuset i dess olika spektrala komponenter (olika färger eller våglängder). Dessa komponenter projiceras sedan på en detektor som mäter ljusintensiteten i varje sektion av spektrumet. De resulterande uppgifterna ger information om ljuskällans spektrala sammansättning, möjliggör identifiering av kemiska ämnen eller mätning av koncentrationer av vissa grundämnen eller föreningar i ett prov.
Källa: Denna artikel är baserad på information från följande företag: Bruker, Colorlite, Fraunhofer, Goehthe University, Polytec, Spectro.
Du kanske också är intresserad av...
Infraröd kamera optimerar Laser Powder Bed Fusion 3D-utskrift
Artificiell intelligens | trender och utvecklingar
3D-skrivare | Additiv tillverkning av plastdelar
3D-skrivare metall | Fantastiska möjligheter
Programmera robotar | programvara och kontroller
Plastutveckling: Biobaserad, cirkulär plast för mer hållbarhet
Jens Struck är företagare, journalist och webbdesigner på German Online Publisher GbR i Ried.