پارامترهای مهم برای خرید اسپکترومتر

برای هر آزمایشگاه تحلیل طیفی، خرید اسپکترومتر امر مهمی است که باید دقت بسیاری در این زمینه داشت زیرا هر دستگاه اسپکترومتر، برای اهداف ویژه ای طراحی می شود. بنابراین باید پارامترهای مختلفی را در هنگام خرید اسپکترومتر در نظر گرفت تا دستگاه پاسخگوی نیاز کاربر باشد.

اسپکترومترها می توانند انواع مختلفی از طیف های نوری از جمله نور مرئی، فرابنفش و اشعه فروسرخ را اندازه گیری کنند و معمولاً طراحی اسپکترومترها به گونه ای است که امکان آنالیز مواد در خارج از محیط آزمایشگاه را نیز فراهم می سازند.

اسپکترومتر و اجزای اصلی آن

اسپکترومتر (طیف سنج) ابزاری است که برای اندازه گیری خواص نور در قسمت خاصی از طیف امواج الکترومغناطیسی استفاده می شود که در زمینه های مانند شیمی، فیزیک، نجوم و علوم محیطی کاربردهای گسترده ای دارند.

آنها بر اساس تفکیک نور به طول موج یا فرکانس اجزای آن عمل می کنند و این امکان را به کاربر می دهند که بتوان طیف یک نمونه را آنالیز کرده و در نهایت اسپکترومتر شدت را به عنوان تابعی از طول موج نشان خواهد داد.

در حقیقت، یک اسپکترومتر در سه مرحله کلی آنالیز انجام می دهد:

• دریافت نور
• تفکیک نور و ارسال نور به سیستم آشکارسازی
• ثبت و آنالیز اطلاعات دریافتی

برای خرید اسپکترومتر، ابتدا لازم است که با اجزای آن و عملکرد هرکدام آشنایی مختصری داشته باشیم. ابزار دقیق یک اسپکترومتر معمولاً شامل چند جزء اصلی است، از جمله:

شکاف ورودی

شکاف یا دیافراگم، یک دهانه باریک (معمولاً عمودی) است که تنها به بخش کوچکی از پرتو نور اجازه ورود به سیستم طیف سنجی را می دهد.

اندازه شکاف ورودی، جهت کنترل میزان نور ورودی به سیستم قابل تنظیم است و عرض یا پهنای آن تأثیر مستقیم و چشمگیری بر میزان وضوح و رزولوشن آن دارد.

در هنگام خرید اسپکترومتر، توجه به این نکته ضروری است که شکاف های باریک تر، میزان نور سرگردان را کاهش داده و رزولوشن بالاتری را فراهم می کنند.

در حالی که شکاف های عریض تر، شدت نور بیشتری را تأمین می کنند (با وضوح کمتر و نور سرگردان بیشتر).

عدسی جمع کننده (یا موازی ساز)

در ساختمان اسپکترومترها، معمولاً از یک عدسی جمع کننده نور استفاده می شود که وظیفه آن این است که نور را از شکاف ورودی گرفته و آن را موازی کند که برای آنالیز صحیح، امری ضروری است.

بهترین انواع آنها، لنزهای آکروماتیک هستندکه از ترکیب چندین لنز مختلف با ضریب شکشست های مختلف ساخته می شوند و ابیراهی رنگی ندارند.

عناصر تفکیک کننده نور (توری پراش یا منشور)

وظیفه اصلی یک تفکیک کننده این است که برحسب ساختمان اپتیکی خود، طول موج های مختلف نور را به طیف های کوچکتر و مجزا جدا می کند (در زوایای مختلف).

یک توری پراش، یک صفحه تقریباً شفاف است که از خطوط یا شیارهای بسیاری با فاصله نزدیک تشکیل شده است که نور را پراکنده می کند، در حالی که عملکرد تفکیک نوری توسط یک منشور، براساس شکست نور است.

به دلیل حساسیت منشورها، در سیستم های مدرن بیشتر از توری های پراش استفاده می شود که در دو ساختار مسطح و مقعر وجود دارند و نوع مقعر به دلیل کاهش همپوشانی و ابیراهی ها کاربرد بیشتری دارد.

لنز یا آینه متمرکز کننده

این قطعه (لنز یا یک آینه مقعر) نور را از توری پراش یا منشور جمع آوری کرده و بر روی یک آشکارساز متمرکز می کند (شکل 2 را ببینید).

معمولاً در طراحی های مدرن اسپکترومتر، از این قطعات کمتر استفاده می شود زیرا که باعث از بین رفتن درصد قابل توجهی از نور در حین بازتاب آن می شوند و در تیجه، شدت نور سامانه را کاهش می دهند.

آشکارساز

این عنصر است که شدت نور را در هر طول موج ثبت و اندازه گیری می کند. انواع رایج آشکارسازها عبارت اند از فتودیودها، سنسورهای های CCِD ،PMT و CMOS، که هر کدام مکانیزم عملکردی ویژه ای دارند.

در حقیقت یک آشکارساز، انرژی طیف الکترومغناطیسی را دریافت کرده و آن را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند تا قابل خواندن شود.

به طور کلی، ابزار دقیق یک اسپکترومتر نیاز به تراز شدن و کالیبراسیون، برای اطمینان از اندازه گیری های صحیح و دقیق دارد.

ویژگی های کلیدی یک دستگاه اسپکترومتر

برای خرید اسپکترومتر مناسب، ابتدا بهتر است که ویژگی های مهم و اصلی یک دستگاه اسپکترومتر را بدانیم. در اینجا به برخی از ویژگی های کلیدی آورده شده است که در هنگام خرید اسپکترومتر لازم است بدانید:

خرید اسپکترومتر بر اساس محدوده طول موج

هر اسپکترومتر محدوده خاصی از طول موج ها را پوشش می دهد، که رایج ترین موارد آنها معمولاً در نواحی مرئی تا فروسرخ نزدیک عمل می کنند (nm 200-1100).

از آنجایی که مواد مختلف، در طیف های مختلفی از امواج الکترومغناطیسی جذب یا نشر دارند، لذا لازم است که بسته به مواد یا اجرام مورد بررسی و نوع کاربرد موردنظر، اسپکترومتری با دامنه طیفی مشخصی را انتخاب نمایید.

خرید اسپکترومتر بر مبنای وضوح (رزولوشن):

قدرت تفکیک (رزولوشن)، توانایی اسپکترومتر را برای تمایز بین قله های طیفی با فاصله نزدیک مشخص می‌کند. به عبارت دیگر، اسپکترومترهای با وضوح بالاتر قادر به جداسازی ویژگی های طیفی با فاصله نزدیک تر هستند.

با توجه به کاربردهای مختلف، رزولوشن مورد نیاز برای هر کاربرد ممکن است متفاوت باشد. برای مثال، برای آنالیز ترکیبات شیمیایی پیچیده و شناسایی تفاوت‌ های کوچک در ساختار مولکولی، رزولوشن بالاتر لازم است، اما برای کاربردهایی مانند کنترل کیفیت در صنایع شیمیایی و دارویی، رزولوشن پایین‌ تر کافی است.

همچنین، لازم است توجه داشته باشید که علاوه بر رزولوشن، سایر ویژگی‌ های دستگاه مانند دقت، پایداری و سرعت جمع‌ آوری طیف نوری نیز برای انتخاب بهترین اسپکترومتر بسیار مهم هستند.

در اسپکترومتر ایرانی BloorSpec، رزولوشن تا 0.01 nm قابل ارتقاء و تنظیم است (به صورت سفارشی) و دستگاه حساسیت قابل قبولی دارد.

خرید اسپکترومتر بر مبنای حساسیت:

حساسیت (Sensitivity) تعیین می کند که یک سیگنال چقدر ضعیف است و بنابراین، اسپکترومترهای حساس تر، قادر به تشخیص سیگنال های ضعیف تری هستند.

در واقع، حساسیت یک اسپکترومتر نشان دهنده توانایی دستگاه در تشخیص حضور و کمیت‌ سنجی ماده مورد نظر در نمونه است.

برای خرید یک اسپکترومتر با حساسیت مناسب، ابتدا باید نیازهای خود را مشخص کنید. برای مثال، اگر شما قصد آنالیز نمونه‌ های خیلی کمی از مواد مختلف را دارید، باید به دنبال یک اسپکترومتر با حساسیت بالا بگردید.

به علاوه، حساسیت اسپکترومتر قویاً به محیط اطراف و فرآیند اندازه‌ گیری وابسته است. بنابراین، برای خرید یک اسپکترومتر با حساسیت مناسب، باید به این نکات هم توجه کنید.

لازم به ذکر است که حساسیت اسپکترومتر با دقت و رزولوشن آن نیز مرتبط است. به طور کلی، با افزایش دقت و رزولوشن یک اسپکترومتر، حساسیت آن نیز افزایش می‌یابد.

خرید اسپکترومتر بر مبنای دقت:

دقت (Accuracy) یک اسپکترومتر، به میزان مطابقت اندازه گیری های آن با مقادیر واقعی اشاره دارد و این موضوع، برای اندازه گیری های کمی بسیار مهم است.

عوامل متعددی می توانند بر دقت یک اسپکترومتر تأثیر بگذارند، از جمله وضوح طیفی، حساسیت آشکارساز، سطح نور سرگردان و کالیبراسیون.

خرید اسپکترومتر بر مبنای سرعت:

سرعتی که اسپکترومتر می‌ تواند داده‌ ها را جمع آوری و پردازش کند، برای برنامه‌ هایی که نیاز به نظارت آنی است، مهم است.

دستگاه های اسپکترومتر با اسکن سریع، در عرض چند ثانیه طیف خروجی را ارائه می دهند که این امر موجب مدیریت داده ها می شود.

به طور کلی، طیف‌ سنج‌ های مدرن می‌ توانند طیف‌هایی را با سرعت‌ های بسیار بالا، از چند میکروثانیه تا چند میلی‌ثانیه در هر طیف، بدست آورند. با این حال، سرعت واقعی به ابزار خاص و شرایط آزمایشی بستگی دارد.

اگر به اسکن های کمتر از میلی ثانیه احتیاج دارید، شرکت بلورآزما می تواند اسپکترومترهای ایرانی  با توجه به نیاز شما طراحی کند.

خرید اسپکترومتر بر مبنای طراحی نوری:

یکی از پارامترهای مهمی که بر ویژگی های عملکردی یک اسپکترومتر (مانند وضوح، حساسیت و محدوده طول موج ) تأثیر دارد، طراحی نوری آن است.

طراحی نوری یک طیف سنج شامل انتخاب و چیدمان اجزای نوری برای امکان اندازه گیری اطلاعات طیفی در مورد یک نمونه است. از نظر ساختاری، طرح های مختلفی قابل اجرا هستند که از رایج ترین آنها، می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• طرح رولند
• طوح زرنی-ترنر
• طرح لیترو

خرید اسپکترومتر بر مبنای نوع آشکارساز:

نوع آشکارساز مورد استفاده در یک طیف سنج بر حساسیت و عملکرد نویز آن تأثیر می گذارد. انواع آشکارسازهای رایج عبارتند از CCD ها، PMT ها و فتودیودها. توجه داشته باشید که آشکارسازهای سیلیکونی بیشترین حساسیت را در بازه مرئی دارند.

خرید اسپکترومتر بر اساس میزان نور سرگردان کل

در یک اسپکترومتر، نور سرگردان  نیز می تواند بر دقت اندازه گیری تأثیر بگذارد که حاصل نور پراکنده یا منعکس شده داز اجزای دستگاه ناشی می شود و می تواند منجر به سیگنال های کاذب شود که در اندازه گیری اختلال ایجاد می کند.

برای به حداقل رساندن این اثر، اسپکترومترهایی مجهز به فیلترهای نوری و بافل‌ ها طراحی شده‌ اند که از رسیدن نور سرگردان به آشکارساز جلوگیری می‌ کنند.

خرید اسپکترومتر بر مبنای نرم‌افزار:

نرم‌ افزاری که اسپکترومتر را کنترل می‌کند، داده‌ ها را آنالیز می‌کند و با ابزارهای دیگر ارتباط برقرار می‌کند، یکی از نکات مهم برای کاربران است. نرم افزار باید کاربرپسند، انعطاف پذیر و قابل اعتماد باشد.

مراحل کلی خرید اسپکترومتر

بسته به نیازهای خاص شما، گزینه های مختلفی برای خرید اسپکترومتر وجود دارد. در ادامه چند مرحله وجود دارد که می توانید انجام دهید:

نوع اسپکترومتر مورد نیاز خود را تعیین کنید:

انواع مختلفی از اسپکترومترها مانند UV-Vis و FTIR، Raman در دسترس هستند. باید در نظر بگیرید که کدام نوع برای کاربرد شما مناسب تر است.

بودجه خود را تعیین کنید:

اسپکترومترها بسته به ویژگی ها و قابلیت هایشان می توانند از نظر قیمت بسیار متفاوت باشند. بودجه ای را برای خود تعیین کنید و طیف سنج ها را در محدوده قیمت خود تحقیق کنید.

برندها و مدل ها را بشناسید:

به دنبال شرکت های معتبری باشید که در تولید تجهیزات طیف سنجی با کیفیت تخصص دارند. بررسی ها را بخوانید و مشخصات محصول را مقایسه کنید تا اسپکترومتر مورد نیازتان را پیدا کنید.

با تامین کنندگان تماس بگیرید:

هنگامی که اسپکترومترهای بالقوه را شناسایی کردید، با تأمین کنندگان تماس بگیرید و قیمت ها را درخواست کنید. مطمئن شوید که در مورد هر گونه هزینه اضافی مانند هزینه حمل و نقل یا نصب سوال کنید.

خرید اسپکترومتر و نصب:

پس از بررسی ها و انتخاب اسپکترومتر، اقدام به خرید کرده و نصب را ادامه دهید. حتماً دستورالعمل های سازنده را به دقت دنبال کنید تا از عملکرد مطلوب اطمینان حاصل کنید.

توصیه می شود اگر مطمئن نیستید که چه اسپکترومتری برای نیازهای شما مناسب تر است، با متخصصین طیف سنجی مشورت کنید. مشاورین شرکت بلورآزمای سنجش نور، که یکی از بزرگترین مجریان پروژه های اسپکترومتری و اپتیکی در ایران است، بهترین گزینه برای این مهم هستند.

لازم به ذکر است که شرکت بلورآزما تولید کننده انواع اسپکترومتر ایرانی، با کیفیت و دقتی کاملاً قابل مقایسه با برندهای معتبر داخلی و خارجی است.

طراحی اسپکترومتر ایرانی BloorSpec تولید شرکت بلورآزما، به گونه ای است که کل بازه طول موجی UV-Vis-NIR را پوشش می دهد ( 170-1100 nm) و براساس سفارش های ویژه، هم می توان طول بازه را تغییر داد و هم رزولوشن دستگاه را تا حد زیادی تقویت کرد (تا nm 0.01).

اسپکترومترهای تولید شرکت بلورآزما این قابلیت را دارند تا مطابق با نیاز شما طراحی شوند (چه به لحاظ سخت افزاری و چه از نظر نرم افزاری).

برای اطلاعات بیشتر می توانید از بخش محصولات دیدن نمایید و در صورت نیاز، همکاران ما در بخش روابط عمومی و مشاوره، پاسخگوی شما خواهند بود.

پیشنهاد می کنیم محصول اسپکترومتر را برسی کنید

منابع

Wikipedia