Espectrómetro de luz multicanalEs un equipo clave en el campo de la medición y análisis óptico, que integra tecnología óptica y electrónica avanzada, puede obtener información espectral de la materia de manera eficiente y precisa, y desempeña un papel importante en muchas industrias. Se analiza en función de las características de absorción, emisión o dispersión de la luz de diferentes longitudes de onda por parte de la materia. El sistema óptico incorporado al instrumento primero descompone la luz compuesta emitida por la fuente de luz en luz monocromática ordenada por longitud de onda, mientras que el detector multicanal puede detectar y convertir simultáneamente las señales ópticas de diferentes longitudes de onda, convirtiendo las señales ópticas en señales eléctricas y luego obteniendo datos espectrales a través del sistema de procesamiento de datos.
Espectrómetro de luz multicanalSu función central gira en torno a la "obtención rápida de información espectral completa", que se puede dividir en los siguientes aspectos principales:
1. detección paralela de la División de la luz y la longitud de onda múltiple de la luz compuesta
Esta es la función más básica del espectrómetro de luz multicanal.
En primer lugar, la luz compuesta que contiene múltiples longitudes de onda se descompone en luz monocromática ordenada por longitud de onda a través de un sistema de División de luz (como rejillas y prismas);
A su vez, se utilizan conjuntos de detectores multicanal (como el CLD y el pda) para recoger señales ópticas de diferentes longitudes de onda al mismo tiempo, sin necesidad de cambiar las longitudes de onda a través del escaneo mecánico como un espectrómetro de un solo canal, por lo que se pueden obtener datos espectrales de banda completa en muy poco tiempo (milisegundos a segundos).
Por ejemplo, al detectar el espectro de absorción de una solución, se puede obtener la intensidad de absorción de todas las longitudes de onda en la banda ultravioleta - visible (200 - 800 nm) de una sola vez, en lugar de escanear punto a punto, lo que mejora considerablemente la eficiencia.
2. análisis de las características espectrales y detección cualitativa / cuantitativa de sustancias
A través del análisis de los datos espectrales recogidos, el análisis de las características químicas o físicas de la sustancia es su función de aplicación central.
Análisis cualitativo: cada sustancia mostrará picos característicos de absorción, emisión o reflexión en una longitud de onda específica debido a sus propiedades como la estructura molecular y la vibración de enlaces químicos (como el pico de absorción ultravioleta de la materia orgánica y el pico característico de emisión de iones metálicos). Al comparar el espectro de la muestra con la "huella dactilar espectral" de la sustancia estándar, se puede juzgar la composición de la sustancia. Por ejemplo, se utiliza la espectrometría Raman para identificar la estructura molecular de diferentes polímeros.
Análisis cuantitativo: de acuerdo con la "ley Lambert - beer", la intensidad de absorción / emisión de la materia a una luz de longitud de onda específica es proporcional a su concentración. Al medir la intensidad de la luz de la longitud de onda característica, combinada con la curva estándar, se puede calcular la concentración del componente objetivo en la muestra. Por ejemplo, se detecta la concentración de iones de metales pesados en el agua, el contenido de pigmentos en los alimentos, etc.
3. monitoreo de procesos dinámicos y captura de cambios rápidos
Debido al "paralelismo" de la detección multicanal, el instrumento puede rastrear las señales espectrales que cambian con el tiempo en tiempo real y es adecuado para estudiar procesos dinámicos rápidos.
Por ejemplo:
Dinámica de la reacción química: monitorear los cambios espectrales de los reactivos / productos durante la reacción y analizar la velocidad y el mecanismo de reacción;
Monitoreo de procesos biológicos: características espectrales que rastrean cambios en tiempo real en el metabolismo celular y el plegado de proteínas;
Monitoreo industrial en línea: detección rápida de indicadores espectrales de productos en la línea de producción (como turbidez de bebidas, pureza de plásticos) para lograr un control de calidad en tiempo real.
4. análisis simultáneo de múltiples parámetros
Se pueden obtener los parámetros ópticos de la muestra en varias bandas al mismo tiempo para lograr la fusión de información multidimensional.
Por ejemplo, en el análisis de materiales, se puede detectar tanto la absorción ultravioleta de la muestra (reflejando la transición electrónica) como la adquisición simultánea de la reflectividad de la región visible (reflejando las características de color) o el análisis de grupos funcionales moleculares en combinación con la espectrometría infrarroja, caracterizando así las propiedades del material de manera más completa.
5. detección de señales débiles y análisis de alta sensibilidad
Al optimizar los sistemas ópticos (como reducir el astigmatismo), equiparlos con detectores de alta sensibilidad (como el CLD refrigerado) y circuitos de amplificación de señales, se pueden capturar señales ópticas débiles (como la fluorescencia y la dispersión raman).
Esta función permite aplicarla a escenarios con altos requisitos de sensibilidad, como la detección de trazas (como contaminantes de grado ppb en el medio ambiente), imágenes de marcadores biofluorados (como el rastreo de trazas celulares).