マルチチャネル分光計光学測定と分析分野の重要な設備であり、それは先進的な光学と電子技術を融合し、物質のスペクトル情報を効率的、正確に取得することができ、多くの業界で重要な役割を果たしている。それは物質に基づいて異なる波長光の吸収、発光または散乱特性を分析する。機器内蔵の光学系はまず光源から発せられる複合光を波長順に配列された単色光に分解し、多チャンネル検出器は同時に異なる波長の光信号を検出し、変換し、光信号を電気信号に変換し、データ処理システムを経てスペクトルデータを得ることができる。
マルチチャネル分光計その構成部分は主に以下のいくつかのコアモジュールを含み、各部分は協力してスペクトルの収集と分析を実現する:
一、光源システム
作用:試料に検出可能な光信号(反射光、蛍光、散乱光など)を発生させる励起または照明光を提供する。
一般的なタイプ:
連続光源:例えば重水素ランプ(紫外領域)、ハロゲンタングステンランプ(可視−近赤外領域)、キセノンランプ(紫外−可視領域)など、通常の吸収、反射スペクトル測定に適している。
パルス光源:例えばレーザー(単色性が良い)、蛍光、ラマンスペクトルなど特定の波長励起が必要なシーンに適している。
補助部品:光源安定器(光強度の安定性を保証する)、レンズまたは光ファイバ(光をサンプルまたはモノクロメータに導く)を含む。
二、サンプル室/サンプルプール
作用:試料を配置し、光と試料の相互作用(例えば吸収、反射、透過、散乱など)を実現する。
設計特徴:
試料形態(固体、液体、気体)に基づいて異なる試料棚を設計し、例えば液体試料は通常石英比色皿、固体試料は反射プローブまたは試料台である。
一部の計器は恒温、攪拌などの装置を備え、特殊なサンプル(例えば生物サンプル、化学反応システム)の測定需要に適応する。
三、分光システム(モノクロ)
作用:複合光を波長順に配列された単色光に分解し、分光計の核心部品の一つである。
主な構成要素:
入射スリット:入射光の幅を制限し、迷光を減少し、スペクトル分解能を高める。
コリメータ:スリットを通過した発散光を平行光に変換し、分散素子に投射する。
分散素子:光の分散(分光)を実現し、一般的なタイプは次のとおりである:
格子:光の回折と干渉原理を利用して分光し、分散率が高く、波長範囲が広く、主流選択である。
プリズム:光の屈折原理を利用して分光し、特定の波長範囲(例えば可視光)に適用するが、分散率は低い。
フォーカスミラー:分散された単色光を出射スリットまたは検出器アレイにフォーカスします。
四、探査システム
作用:光信号(光子)を電気信号(電流または電圧)に変換し、予備増幅を行う。
コア部品:
マルチチャネル検出器アレイ:これはマルチチャネル分光計とシングルチャネル分光計の重要な違いであり、複数の波長の光信号を同時に検出することができ、部品の走査波長を移動する必要がなく、検出速度を大幅に向上させることができる。一般的なタイプは次のとおりです。
電荷結合素子(CCD):紫外−可視領域に適し、感度が高く、応答速度が速く、従来のスペクトル分析に広く用いられている。
フォトダイオードアレイ(PDA):応答時間が短く、化学反応動力学などの高速動的過程の監視に適している。
赤外検出器アレイ(テルルカドミウム水銀MCTアレイなど):赤外スペクトル領域に適しており、冷房装置を組み合わせてノイズを低減する必要がある。
信号増幅回路:検出器から出力された微弱な電気信号を増幅し、後続処理を容易にする。
五、データ処理と制御システム
作用:電気信号を収集、変換、分析し、そして器具の各部品の運行(例えば光源スイッチ、波長校正など)を制御する。
構成:
データ収集カード:アナログ電気信号をデジタル信号に変換し、コンピュータに転送する。
ソフトウェアシステム:スペクトルデータのリアルタイム表示、記憶、分析(例えばピーク検出、ベースライン補正、スペクトルフィッティングなど)を実現し、機器操作インタフェース(パラメータ設定、方法編集など)を提供する。
制御システム:マイクロプロセッサまたはコンピュータ命令を通じて、光源、分光システム、検出器の仕事を調整し、機器の安定した運行を確保する。