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光谱仪工作原理,光谱分析仪器的工作原理

admin admin 发表于2024-04-08 05:18:24 浏览19 评论0

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光谱仪的工作原理是什么?

光谱仪的工作原理
元素的原子在激发光源的作用下发射谱线,谱线经光栅分光后形成光谱,每种元素都有自己的特征谱线,谱线的强度可以代表试样中元素的含量,高利通光谱仪用光电检测器将谱线的辐射能转换成电能。检测输出的信号,经加工处理,在读出装置上显示出来。然后根据相应的标准物质制作的分析曲线,得出分析试样中待测元素的含量。
光谱仪是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器,由棱镜或衍射光栅等构成,利用光谱仪可测量物体表面反射的光线

光谱仪的工作原理是什么?

光谱仪的工作原理
元素的原子在激发光源的作用下发射谱线,谱线经光栅分光后形成光谱,每种元素都有自己的特征谱线,谱线的强度可以代表试样中元素的含量,高利通光谱仪用光电检测器将谱线的辐射能转换成电能。检测输出的信号,经加工处理,在读出装置上显示出来。然后根据相应的标准物质制作的分析曲线,得出分析试样中待测元素的含量。
光谱仪是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器,由棱镜或衍射光栅等构成,利用光谱仪可测量物体表面反射的光线
光谱仪的工作原理
元素的原子在激发光源的作用下发射谱线,谱线经光栅分光后形成光谱,每种元素都有自己的特征谱线,谱线的强度可以代表试样中元素的含量,用光电检测器将谱线的辐射能转换成电能。检测输出的信号,经加工处理,在读出装置上显示出来。然后根据相应的标准物质制作的分析曲线,得出分析试样中待测元素的含量。
有些企业朋友在采购光谱分析仪时,想了解下其光谱分析仪原理,便于后期采购使用。这样在采购时就知道哪些地方需要注意。其实光谱仪原理非常简单。
光谱分析仪是一种利用不同的金属会拥有不同的折射光,当激发后金属反馈的折射光,经过内部核心装置光栅进行光线处理,再经过内部的传感器对光线进行处理,最后将得到的数据通过电脑软件显示给操作人员。这就是光谱原理的大致过程。
由以上检测的原理可知,无论进行分光的光栅,还是对光线感光检测处理的传感器,对于光谱分析仪来说都是非常重要的核心部件,所以企业在采购光谱分析仪时,需要格外关注这两个部件的质量如何,这样采购的光谱仪质量才会更好。

直读光谱仪的原理是什么?

 直读光谱仪采用原子发射光谱学的分析原理,样品经过电弧或火花放电激发成原子蒸汽,蒸汽中原子或离子被激发后产生发射光谱,发射光谱经光导纤维进入光谱仪分光室色散成各光谱波段,根据每个元素发射波长范围,通过光电管测量每个元索的最佳谱线,每种元素发射光谱谱线强度正此于样品中该元素含量,通过内部预制校正曲线可以测定含量,直接以百分比浓度显示。
直读光谱仪是比较旧式的光谱仪来讲的,即测量结果以数字显示的方式显示结果,计算工作由计算机来完成的。智能程度有很大提高。先看老式的原理,经高温(一般电弧式)激发时原子产生特征谱线,经光栅分光后将谱线感光照相来完成后续的黑度测量,效率低,成本高。直读式是采用大规模集成的光电器件(CCD)采集信号,由计算机完成运算的数字显示测量结果。效率高,成本低。被广泛的采用。
首先我们先看下直读光谱仪基本原理:金属试样与电极之间进行电弧。由于被测分析试样激发后产生的光通过聚光透镜由入口狭缝进入,导向凹面衍射光栅上,只读取在凹面光栅上分光的光中所需的光谱线,使用仪器上的光电倍增管或CCD将光转化成电流。由此产生的光谱进行光电测定,进行需测元素的定量方法。
由此看出, 直读光谱仪被测样在规定条件内可一次性快速检测出欲知的所有元素百分比含量,而且通过可靠可控的物理方法(光电转换)实行快速、精准之亮点!适用于较宽的波长范围;光电倍增管对信号放大能力强,对强弱不同谱线可用不同的放大倍率,相差可达10000倍,因此它可用同一分析条件对样品中多种含量 范围差别很大的元素同时进行分析;线性范围宽,更可做高含量分析,所以检测范围宽广。
相对于传统分析法而言,直读光谱仪测试方法的优点是快速、准确、高效。该方法可以直接固体进样,不用进行化学消解,可以减少消解过程以及定容过程所带来的人为误差; 智能软件可实行“傻瓜式”的人性化操作,仪器校准、曲线标定、标准化、数据统计、材质分类等功能强大

分光光度计是根据什么原理工作的

分光光度计的原理是:基于物质对光(对光的波长)的吸收具有选择性,不同的物质都有各自的吸收光带。
分光光度计,又称光谱仪,是将成分复杂的光,分解为光谱线的科学仪器。测量范围一般包括波长范围为380~780 nm的可见光区和波长范围为200~380 nm的紫外光区。不同的光源都有其特有的发射光谱,因此可采用不同的发光体作为仪器的光源。
钨灯的发射光谱:钨灯光源所发出的380~780nm波长的光谱光通过三棱镜折射后,可得到由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫组成的连续色谱;该色谱可作为可见光分光光度计的光源。
分光光度计的概念
发送到样品的光束由光子束构成。当光子遇到样品中的分子时,分子可以吸收其中的一些分子,减少光束中的光子数量并降低检测信号的强度。透射率是穿过样品的光的一部分。它被定义为在入射光强度下穿过样品的光强度。
吸光度与透射率相反,对应于分光光度计测量的量。根据吸光度,溶液样品中的浓度可以从比尔朗伯定律确定,其表明吸光度和样品浓度之间存在线性关系。根据Beer-Lambert定律,吸光度是吸收系数的乘积,吸收系数是给定波长下溶质吸收的光量的量度,是光通过的距离。样品,或行进距离,以及溶质的浓度。通常,测量吸光度的目标是测量样品的浓度。
以上内容参考百度百科-分光光度计

光谱分析仪器原理

  光谱分析仪器是一种辐射光谱,能够用来测量发光体的一些指标参数,这种仪器使用比较普遍。一般情况下有两种类型,经典类型的、新型的。经典类型的光谱分析仪和新型的光谱分析仪的工作原理是不同的,前者根据的是色散原理,后者根据的是调制原理。
  
  光谱分析仪器不是一个仪器,而是多种仪器的一个综合,其中包括棱镜光谱仪、衍射的光栅光谱仪、干涉的光谱仪。近几年来,随着科学技术的发展,这方面的仪器也有了很大的改进。多种新型的仪器也开始陆续出现。例如光学多道分析仪,这种仪器在工作的过程中要使用到很多方面的技术,包括光子探测器、计算机操纵控制等等。这种光谱分析仪算是比较高级的仪器,能够进行多种工作,如计算、信息的采集、存储等。
  
  光谱分析仪器的工作原理是非常复杂的,包括分析原理和物理原理。它的分析原理是根据反射物体反映的一些光谱信息,并且此时基态原子会吸收一些元素,然后观察其中的光谱减弱的程度,就可以知道元素有多少了。
  
  除了一些分析原理之外,它还会依据一些物理原理,例如元素自身的构成,由于元素中电子的能量不同,所以它们的分布也会有所差别,并且能级也是不同的,所以原子核的能级是可以变化的。一般情况下,原子都会处在能级最低的状态,电子也会在能量技术比较低的轨道上运行。
  
  如果是处在能量比较高的状态下的话,电子整个的状态是不太稳定的,所以随时会发生改变,并且很快就会返回到正常状态,也就是基态。此时不仅状态改变了,电子自身的能量也会释放一部分,并且是以光的形式,这就是原子在发射光谱的整个过程。所以光谱分析仪就可以利用这个过程来进行分析。
  光谱分析仪工作的时候是基于一定的光学现象的,通过对这些现象的调查,来实现对于元素的研究。这些光学现象一般会有六种,分别是吸收、荧光、散射、发射、磷光、化学发光等等。各种光谱分析仪虽然在某些方面的性能会有所差别,但是它们基本的构成部分都是大同小异的,都有光源、单色器、检测器等构成部分。
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icp光谱仪是利用什么原理工作的?

由plasma提供能量使样品溶液蒸发、形成气态原子、并进一步使气态原子激发而产生光辐射;将光源发出的复合光经单色器分解成按波长顺序排列的谱线,形成光谱;用检测器检测光谱中谱线的波长和强度。由于待测元素原子的能级结构不同,因此发射谱线的特征不同;
据此可对样品进行定性分析;而根据待测元素原子的浓度不同,因此发射强度不同,可实现元素的定量测定。icp发射光谱法是根据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线对待测元素进行分析的方法。icp发射光谱仪主要应用于无机元素的定性及定量分析。
扩展资料
产品构成:
1、进样系统:进样系统是icp仪器中极为重要的部分,也是icp光谱分析研究中最活跃的领域,按试样状态不同可以分别用液体、气体或固体直接进样。
 
2、电感耦合等离子体光源(icp)。 
3、光谱仪的分光(色散)系统:复合光经色散元素分光后,得到一条按波长顺序排列的光谱,能将复合光束分解为单色光,并进行观测记录的设备称为光谱仪。
 
4、检测器--光电转换器件:光电转换器件是光电光谱仪接收系统的核心部分,主要是利用光电效应将不同波长的辐射能转化成光电流的信号。
参考资料来源:搜狗百科——icp发射光谱仪

成像光谱仪的原理是什么?应用有哪些?-莱森光学

成像光谱仪是20世纪80年代开始在多光谱遥感成像技术的基础上发展起来的,它以高光谱分辨率获取景物或目标的高光谱图像,在航空、航天器上进行陆地、大气、海洋等观测中有广泛的应用,高光谱成像仪可以应用在地物精确分类、地物识别、地物特征信息的提取。建立目标的高光谱遥感信息处理和定量化分析模型后,可提高高光谱数据处理的自动化和智能化水平。由于成像光谱仪高光谱分辨率的巨大优势,在空间对地观测的同时获取众多连续波段的地物光谱图像,达到从空间直接识别地球表面物质的目的,成为遥感领域的一大热点,正在成为当代空间对地观测的主要技术手段。地面上采用光谱成像仪也取得了很大的成果,如科学研究、工农林业环境保护等方面。

本文主要简述高光谱成像仪的基本原理和在农林环境保护等方面的应用。

1 系统工作原理与结构

高光谱成像仪将成像技术和光谱技术结合在一起,在探测物体空间特征的同时并对每个空间像元色散形成几十个到上百个波段带宽为10nm左右的连续光谱覆盖。

1.1 系统工作原理

地面物体的反射光通过物镜成像在狭缝平面,狭缝作为光栏使穿轨方向地面物体条带的像通过,挡掉其他部分光。地面目标物的辐射能通过指向镜,由物收镜收集并通过狭缝增强准直照射到色散元件上,经色散元件在垂直条带方向按光谱色散,用会聚镜会聚成像在传感器使用的二维CCD面阵列探测元件被分布在光谱仪的焦平面上。焦平面的水平方向平行于狭缝,称空间维,每一行水平光敏元上是地物条带一个光谱波段的像;焦平面的垂直方向是色散方向,称光谱维,每一列光敏元上是地物条带一个空间采样视场(像元)光谱色散的像。这样,面阵探测器每帧图像数据就是一个穿轨方向地物条带的光谱数据,加上航天器的运动,以一定速率连续记录光谱图像,就得到地面二维图像及图形中各像元的光谱数据,即图像立方体。

1.2 光谱成像仪数据获取系统构成

光谱成像仪由光学系统、信号前端处理盒、数据采集记录系统三部分组成。

数据的回放及预处理通过专用软件在高性能的微机上完成。软件具有如下功能:数据备份;快速回放;数据规整和格式转换;图像分割截取;标准格式的图像数据生成等。

2 成像光谱仪的应用

成像光谱仪的应用范围遍及化学、物理学、生物学、医学等多个领域,对于纯定性到高度定量的化学分析和测定分子结构都有很大应用价值。如在生物化学研究中,可以利用喇曼光谱鉴别一些物质的种类,还可以测定分子的振动转动频率,定量地了解分子间作用力和分子内作用力的情况,并推断分子的对称性,几何形状、分子中原子的排列,计算热力学函数、研究振动一转动拉曼光谱和转动拉曼光谱,可以获得有关分子常数的数据。对非极性分子,因为它们没有吸收或发射的转动和振动光谱,振动转动能量和对称性等许多信息反映在散射谱中。对于极性分子,通过红外光谱固然可以获得不少分子参数的知识,但是为了得到更完备的资料,也往往同时观测红外光谱和拉曼光谱,它们具有不同的选择定则,可以提供互补的数据。现在这两种光谱相互配合已经成为有力的研究工具。

光谱成像仪在土地利用、农作物生长、分类,病虫害检测,海洋水色测量,城市规划、石油勘探、地芯地貌及军事目标识别等方面也有很广泛和深远的应用前景。可见光近红外光谱范围超光谱成像仪最广阔的应用领域为植被和海洋;植被的反射光谱特征主要取决于叶片中的叶绿素含量和成份,正常生长的植物有典型的光谱形状;当生长不良、病虫害、地下金属矿物诱导病变等因素会引起反射强度比例变化和吸收光谱特征(0.68μm)的微小位移,这种位移的观测要求超光谱成像仪具有优于5nm的光谱分辨率和100以上的信噪比。在光波范围能够观测水下状况的只有可见光,其中穿透性最好的波长范围为0.45 0.60μm(蓝光至黄光),亦被称为“海洋窗口”。可见光超光谱成像仪可以观测海洋中沉积性悬浮物、浮游生物、叶绿素的分布等海况,但是获取海洋表层中悬浮体物质在质量和数量方面的信息时,不仅需要高光谱分辨率,而且要很高的辐射灵敏度(信噪比500以上)。

莱森光学(深圳)有限公司是一家提供光机电一体化集成解决方案的高 科技 公司,我们专注于光谱传感和光电应用系统的研发、生产和销售。

光谱分析法的工作原理是什么?

原子发射光谱定性及定量是一种基于原子能级、能级跃迁和光子辐射原理的分析方法。
光谱仪采用原子发射光谱学的分析原理,样品经过电弧或火花放电激发成原子蒸汽,蒸汽中原子或离子被激发后产生发射光谱,发射光谱经光导纤维进入光谱仪分光室色散成各光谱波段,根据每个元素发射波长范围。通过光电管测量每个元素的最佳谱线。
每种元素发射光谱谱线强度正比于样品中该元素含量,通过内部预制校正曲线可以测定含量,直接以百分比浓度显示。光谱仪是光纤技术的引入,使待测物脱离了样品池的限制,采样方式变得更为灵活,利用光纤探头把光谱仪器的样品光谱源引到光谱仪器。
以适应被测样品的复杂形状和位置。由光纤引入光信号还可使仪器内部与外界环境隔绝,可增强对恶劣环境(潮湿气候、强电场干扰、腐蚀性气体)的抵抗能力,保证了光谱仪的长期可靠运行,延长使用寿命。光谱仪以电荷耦合器件阵列作为检测器。
对光谱的扫描不必移动光栅,可进行瞬态采集,响应速度极快,并通过计算机实时输出。采用全息光栅作为分光器件,杂散光低,提高了测量精度。应用计算机技术,极大地提高了光谱仪的智能化处理能力。
应用:
光谱仪就是应用这些理论基础,结合电子、机械、控制及数据处理等多学科知识形成的元素成份定性、定量分析的测试仪器。
光谱仪作为一种常规的元素成份测试仪器,已经广泛应用于水泥工业,对水泥生料的化学成份进行分析,进而对生产过程进行控制,确保了水泥生产的质量要求。

光谱分析仪器的工作原理

有些企业朋友在采购光谱分析仪时,想了解下其光谱分析仪原理,便于后期采购使用。这样在采购时就知道哪些地方需要注意。其实光谱仪原理非常简单。
光谱分析仪是一种利用不同的金属会拥有不同的折射光,当激发后金属反馈的折射光,经过内部核心装置光栅进行光线处理,再经过内部的传感器对光线进行处理,最后将得到的数据通过电脑软件显示给操作人员。这就是光谱原理的大致过程。
由以上检测的原理可知,无论进行分光的光栅,还是对光线感光检测处理的传感器,对于光谱分析仪来说都是非常重要的核心部件,所以企业在采购光谱分析仪时,需要格外关注这两个部件的质量如何,这样采购的光谱仪质量才会更好。
分析原理是将光源辐射出的待测元素的特征光谱通过样品的蒸汽中待测元素的基态原子所吸收,由发射光谱被减弱的程度,进而求得样品中待测元素的含量,它符合郎珀-比尔定律 A= -lg I/I o= -lgT = KCL 式中I为透射光强度,I0为发射光强度,T为透射比,L为光通过原子化器光程由于L是不变值所以A=KC。物理原理任何元素的原子都是由原子核和绕核运动的电子组成的,原子核外电子按其能量的高低分层分布而形成不同的能级,因此,一个原子核可以具有多种能级状态。能量最低的能级状态称为基态能级(E0=0),其余能级称为激发态能级,而能最低的激发态则称为第一激发态。正常情况下,原子处于基态,核外电子在各自能量最低的轨道上运动。如果将一定外界能量如光能提供给该基态原子,当外界光能量E恰好等于该基态原子中基态和某一较高能级之间的能级差E时,该原子将吸收这一特征波长的光,外层电子由基态跃迁到相应的激发态,而产生原子吸收光谱。电子跃迁到较高能级以后处于激发态,但激发态电子是不稳定的,大约经过10-8秒以后,激发态电子将返回基态或其它较低能级,并将电子跃迁时所吸收的能量以光的形式释放出去,这个过程称原子发射光谱。可见原子吸收光谱过程吸收辐射能量,而原子发射光谱过程则释放辐射能量。