spectrometer | Voor het analyseren van de lichtintensiteit

In ons huidige artikel bekijken we de nieuwste spectrometer Ontwikkelingen en trends, evenals hun toenemende belang in de industrie en Onderzoek. Ontdek hoe moderne spectrometers het spectrum en de golflengten van licht nauwkeuriger dan ooit tevoren analyseren en bijdragen aan innovatieve toepassingen op verschillende specialistische gebieden.

inhoud

• Spectrometer 2024 – De belangrijkste zaken in het kort
• Spectrometer-innovaties
  • NIR-spectrometer controleert de kwaliteit van olijfolie
  • Spectrometer met uitstekende ED-XRF-analyse
  • Ultrahogeveldspectrometer voor baanbrekend onderzoek ingehuldigd
  • Spectrofotometer voor zeer nauwkeurige kleurmeting
  • FT-IR-spectrometer met aanraakscherm – video
  • Spectrometer meet onregelmatigheden in de zonneactiviteit
• Veel gestelde vragen

Spectrometer 2024 – De belangrijkste zaken in het kort

Spectrometers dienen onderzoekers en ontwikkelaars als onmisbare meetinstrumenten in de wetenschappelijke analyse. Ze bieden steeds preciezere inzichten in de samenstelling van materialen tot aan de nieuwste bevindingen in het onderzoek naar menselijke cellen.

De Trends in spectrometrie worden gekenmerkt door geavanceerde detectietechnieken en de integratie van AI voor data-evaluaties. Spectrometers spelen een cruciale rol bij het onderzoek naar nieuwe materialen, bij milieuanalyse en bij medische diagnostiek. Hun vermogen om complexe spectra te analyseren maakt ze onmisbaar voor baanbrekend onderzoek op gebieden als nanotechnologie, farmaceutische producten en biotechnologie. Deze hulpmiddelen bieden waardevolle gegevens die essentieel zijn voor het begrijpen van moleculaire interacties en het ontwikkelen van nieuwe therapieën en technologieën.

In de industriële Quality Assurance Naast materiaaltesten worden spectrometers gebruikt voor het testen van verontreinigingen voedingsindustrie, colorimetrie bij textiel- en coatingcontrole, voor emissiecontrole van industriële installaties of voor petrochemische analyse van b.v. B. aardolieproducten.

Spectrometer-innovaties

Hieronder stellen wij u voor Nieuwe producten en toepassingsvoorbeelden uit industrie en onderzoek:

NIR-spectrometer controleert de kwaliteit van olijfolie

07.02.2024 februari XNUMX | Wettelijke eisen dwingen voedselproducenten om strenge kwaliteitscontroles uit te voeren. Dit is bedoeld om consumenten te beschermen tegen schadelijke stoffen en om ingrediënten duidelijk te vermelden. Bijna infrarood- (NIR)spectrometers zijn hiervoor het juiste hulpmiddel. Ze maken betrouwbare en niet-destructieve metingen van een grote verscheidenheid aan ingrediënten mogelijk, direct in de productielijnen van b.v. B. zuivelproducten en gebak, vleesproducten, zoetwaren of bakolie.

Nabij-infraroodspectroscopie werkt met licht met een golflengte tussen circa 800 en 2500 nm. Bij het absorberen van NIR-straling Moleculen tot trillingen gestimuleerd. Informatie over de moleculaire samenstelling kan worden afgelezen uit de gereflecteerde spectra. Deze kunnen vervolgens worden gebruikt om stoffen te identificeren en te kwantificeren. De volgende toepassing maakt dit duidelijk:

Bepaal het oliegehalte vóór het persen

Polytec heeft spectrometers in haar portfolio met een modulair ontwerp die flexibel kunnen worden aangepast aan de gegeven product- of proceseigenschappen. NIR-spectrometers worden op veel gebieden van de voedselproductie gebruikt: fabrikanten van bakolie gebruiken de technologie om het oliegehalte van oliezaden en fruit te bepalen voordat ze worden geperst. Bij olijven kan de olie- en zuurgraad direct na de oogst op de transportband worden bepaald. Dit is belangrijk omdat leveranciers worden betaald op basis van het oliegehalte van de olijven.

Het vetzuurgehalte bepaalt het kwaliteitsniveau

Na de eerste persing meet een NIR-spectrometer het vetzuurgehalte, dat de kwaliteitsklasse bepaalt. Bijvoorbeeld met de hoogste kwaliteitsklasse extra vierge het vetzuurgehalte mag niet meer dan 0,8, of nog beter, minder dan 0,5% bedragen. Na het persen kan het restoliegehalte van de afvallen worden bepaald om te beslissen of verdere verwerking met een lagere kwaliteitsklasse de moeite waard is. NIR-spectrometers kunnen helpen de efficiëntie van het persproces te verhogen en de kwaliteit van de geproduceerde bakolie te garanderen en, idealiter, te verhogen.

Spectrometer met uitstekende ED-XRF-analyse

25.01.2024 | Spectroanalytische instrumenten presenteert de nieuwste generatie van de spectrometer “Spectro Xepos” als een verdere kwantumsprong in energiedispersieve röntgenfluorescentieanalyse (ED-XRF). Het is ontworpen om beter te presteren dan traditionele ED-XRF-instrumenten, met prestaties die vaak gelijk zijn aan die van golflengte-dispersieve WD-XRF-instrumenten - tegen aanzienlijk lagere bedrijfskosten. 

De nieuwste Spectro Xepos beschikt over tal van verbeteringen, waaronder:

1. Verbeterd Spectrale deconvolutie voor een hogere nauwkeurigheid van de screeningmethoden, zelfs bij moeilijke monsters met een complex spectrum.
2. Tot 2x kortere meettijden dan het vorige model, maar met vergelijkbare precisie. Voor veel monsters is de volledige analyse binnen 1 tot 2 minuten voltooid.
3. Nieuw Meerlaags pakket Hiermee kan de spectrometer de dikte tot op het nanometerbereik en de samenstelling van maximaal 8 lagen voor maximaal 55 elementen op een substraat analyseren. Als gevolg hiervan levert het apparaat referentievrije analyses die uitsluitend zijn gebaseerd op solide, zuivere monsters.

De nieuwe spectrometer is bijzonder geschikt voor veeleisende taken voor snelle overzichtsanalyses of nauwkeurige analyses Kwaliteitscontroles. Toepassingen zijn onder meer te vinden in de milieutechnologie, de petrochemie en chemie, de geologie, de voedingsmiddelen- en diervoederindustrie en de farmaceutische industrie.

Vier modelvarianten bieden geoptimaliseerde prestaties voor de relevante elementgroepen in de bijbehorende matrices.

Ultrahogeveldspectrometer voor baanbrekend onderzoek ingehuldigd

01.12.2023 | Bij de Goethe-universiteit In Frankfurt werd een ultramoderne kernspinresonantiespectrometer (NMR-spectrometer) met een frequentie van 1,2 gigahertz in gebruik genomen, een mijlpaal in het biomoleculair onderzoek.

Persoonlijkheden zoals de federale minister van Onderzoek waren bij de inauguratie aanwezig Bettina Stark Watzinger en de minister van Financiën van Hessen Michaël Boddenberg cadeau. De spectrometer, een investering van 30 miljoen euro gefinancierd door federale fondsen, de deelstaat Hessen en de universiteit, is een van de krachtigste in zijn soort ter wereld en is gespecialiseerd in de studie van biomoleculen in vaccin-, kanker- en Alzheimeronderzoek.

Dit geavanceerde apparaat opent nieuwe mogelijkheden bij het onderzoeken van de ruimtelijke vorm van biomoleculen, in het bijzonder “intrinsiek ongeordende eiwitten”. Deze eiwitten, die ruim een ​​derde van de eiwitten in menselijke cellen uitmaken, zijn cruciaal voor het functioneren en controleren van eiwitten in de cel.

Afwijkingen hierin eiwitten kan leiden tot neurodegeneratieve ziekten zoals de ziekte van Alzheimer, kanker en hart- en vaatziekten. Uitgerust met innovatieve supergeleidende technologie genereert de NMR-spectrometer een extreem homogeen magnetisch veld dat 600.000 keer sterker is dan het aardmagnetisch veld en maakt zo nauwkeurig onderzoek mogelijk.

Spectrofotometer voor zeer nauwkeurige kleurmeting

25.03.2020 maart XNUMX | Om een ​​lager uitvalpercentage in de productie te garanderen, moeten de processen voortdurend worden bewaakt. Color Lite heeft de spectrofotometer SPH IPM ontwikkeld voor 100% kleurmeting. Dankzij de hoge meetstabiliteit en nauwkeurigheid zijn complexe laboratoriumanalyses niet langer nodig.

Detecteert het compacte en krachtige Kleurmeetsysteem Als een kleurafwijking buiten de gespecificeerde tolerantie valt, geeft het de informatie onmiddellijk door aan het procesbesturingssysteem. De productie stopt dan automatisch. Een verkeerslicht geeft de fout visueel aan. De communicatie met de PLS vindt plaats via klantspecifieke interfaces.

Het apparaat om Fab te meten is er één 7 "touchscreen en kleurendisplay gemonteerd. Dankzij de eenvoudige en logische menunavigatie ziet de operator de gemeten waarden, evaluatie, status en alarminformatie direct op het display. Zelfs in een zware productieomgeving kan de maat Beschermd tegen stof en water door de massieve aluminium behuizing volgens IP65

Meetkoppen voor elke toepassing

Naar Reflectiemeting De meetkop kan in de behuizing worden geïntegreerd. Hiervoor kan hij extern aan een meetkamer worden bevestigd of boven de productielijn worden geplaatst. U kunt kiezen uit meetkoppen met een 5033°/45° of d/0° meetgeometrie gestandaardiseerd volgens DIN 8, evenals een d/0° meetkop met een meetoppervlak tot 80 mm. Voor het meten van de transmissie van lichtdoorlatende producten zoals films of plexiglas, wordt er een extra lichtbron geïnstalleerd. Voor vloeistoffen en poeders kan een dompelvoeler met beschermingsklasse IP67 worden aangesloten.

Dankzij de modulaire structuur wordt het kleurmeetsysteem individueel geconfigureerd, afhankelijk van het product en de toepassing, en kan het worden gecombineerd met een verscheidenheid aan optionele accessoires. Zo kan hij worden uitgerust met een volautomatische kalibratie-eenheid.

FT-IR-spectrometer met aanraakpaneel

02.10.2017 oktober XNUMX | De compacte FT-IR-spectrometer ALPHA II van bekijkt is gemakkelijk te gebruiken en zeer krachtig. De moderne bediening met het touchpanel is intuïtief en comfortabel. De spectrometer is geschikt voor kwaliteitscontrole en identificatie van materialen.

Meet onregelmatigheden in de zonneactiviteit

19.05.2011 mei XNUMX | Een spectrometer waar onderzoekers aan werken Fraunhofer Instituut voor Physical Measurement Technology (IPM) in Freiburg meet de zonneactiviteit op het internationale ruimtestation ISS met grote precisie en heeft al onverwachte resultaten opgeleverd. In de toekomst zullen deze publiek toegankelijk worden gemaakt in een database: klimaatonderzoekers kunnen de gegevens gebruiken om te onderzoeken hoeveel zonneactiviteit het klimaat op aarde beïnvloedt.

Tot nu toe fluctueert de zonneactiviteit cyclisch: Elke elf jaar Het bereikte een minimum en elke elf jaar scheen de zon met maximale intensiteit. Bij het laatste minimum in augustus 2008 hadden de onderzoekers echter geduld nodig: de activiteit van het hemellichaam nam niet toe zoals verwacht, maar bleef afnemen - geheel onverwacht brak de zon uit zijn overigens betrouwbare ritme. Pas een jaar later, in september 2009, begon hun activiteit weer licht toe te nemen. In welke mate beïnvloeden schommelingen in de zonne-intensiteit en deze verschuiving in de zonnecyclus het klimaat op aarde?

Een zonnespectrometer, ontwikkeld door IPM van een enkele bron, van elektronica tot optica tot mechanica, helpt om deze vraag te verduidelijken. Het vond ook de gegevens die de verschuiving in de zonnecyclus laten zien. "We gebruiken de spectrometer voor het meten van extreme ultraviolette straling, of kortweg EUV, met golflengten van 17 tot 220 nm", zegt Dr. Raimund Brunner, projectmanager bij de IPM.

Veel preciezere metingen dan voorheen

De speciale De wetenschappers kunnen met de spectrometer de activiteit van de zon niet alleen over een langere observatieperiode meten dan gebruikelijk bij eerdere missies, maar ook veel nauwkeuriger. Dit wordt mogelijk gemaakt door twee ionisatiekamers in de spectrometer die gevuld zijn met edelgas. Wanneer extreme UV-straling het edelgas raakt, komen er elektronen vrij uit het gas - er vloeit een elektrische stroom.

Deze stroom is evenredig met de intensiteit van de zonnestraling en dient als basis voor onderzoekers om de spectrometer te kalibreren en nauwkeurige kwantitatieve uitspraken te doen - en uiteindelijk iets te leren over de zonneactiviteit. “We bereiken meetwaarden met fouten van minder dan tien procent, wat veel beter is dan eerdere resultaten”, benadrukt hij dr. Gerhard Schmidtke, wetenschappelijk leider van het project.

Laagdiktemeting zorgt voor kwaliteit bij poedercoaten

De resultaten hiervan en twee aanvullende experimenten op het ruimtestation zouden dat moeten zijn klimaat onderzoekers zal in de toekomst helpen erachter te komen in welke mate schommelingen in de zonne-intensiteit het klimaat in onze atmosfeer beïnvloeden:

• Hoeveel van het broeikaseffect is zelfgemaakt?
• Hoeveel hiervan is te wijten aan de verandering in zonnestraling?

De meetgegevens zeggen veel over de omstandigheden in de omgeving Ionosfeer en thermosfeer, die beginnen op een hoogte van 80 km boven het aardoppervlak. EUV-straling regelt de temperatuur en deeltjesdichtheid van de ionosfeer. Dit heeft gevolgen: als de intensiteit van de straling verandert, heeft dit invloed op zowel de baan van satellieten als de radioverbinding tussen de satellieten en de aarde. Om bijvoorbeeld GPS-gegevens tot op de centimeter nauwkeurig te laten zijn, moet de samenstelling van de ionosfeer bekend zijn. In de toekomst zullen de verkregen gegevens worden opgeslagen in een database op internet om deze voor het publiek toegankelijk te maken.

Waarschijnlijk superpositie van zonnecycli

Dat is de reden waarom de zon voor het eerst sinds de zonneactiviteit werd gedocumenteerd uit zijn positie is elfjarig ritme De onderzoekers kunnen nog niet met zekerheid zeggen wat er is gebeurd. Ze vermoeden dat er naast de eerder bekende zonnecyclus er nog een is, de Gleissberg-cyclus, die een veel langere tijdsduur heeft – waarschijnlijk 75 tot 100 jaar – en bovenop de elfjarige cyclus ligt.

De missietijd van de spectrometer met het label Troost, dat aanvankelijk slechts voor anderhalf jaar gepland was en nu drie jaar duurt, werd onlangs door de ESA met nog eens drie jaar verlengd. “Hiermee kunnen we ook de maximale zonne-intensiteit in 2013 onderzoeken”, zegt de wetenschapper blij.

Veel gestelde vragen

Wat is een spectrometer?

Een spectrometer is hiervoor een essentieel instrument Het meten van het spectrum van lichtbronnen. Het detecteert en analyseert de lichtintensiteit over verschillende delen van het elektromagnetische spectrum, inclusief zichtbaar licht en andere golflengtebereiken.

Wat meet je met een spectrometer?

Met behulp van een spectrometer kunnen wetenschappers en ingenieurs de spectrale samenstelling van lichtbronnen onderzoeken om chemische samenstellingen te identificeren, de kwaliteit van materialen te beoordelen of veranderingen in het milieu te volgen.

Wat voor soort spectrometers zijn er?

Er zijn verschillende soorten spectrometers, elk specifiek ontworpen voor verschillende toepassingen en meetbereiken van het spectrum. De meest voorkomende zijn:

1. Atoomabsorptiespectrometer gespecialiseerd in de analyse van metalen en andere elementen.
2. Emissie spectrometer de emissie van licht of elektromagnetische straling door een monster meten - Toepassing: materiaalanalyse en astronomie. 
3. Fluorescentie spectrometer meet de emissie van licht dat door een stof wordt afgegeven wanneer deze licht of andere elektromagnetische straling absorbeert.
4. FTIR-spectrometer (Fourier-transformatie-infrarood) voor de analyse van organische verbindingen en enkele anorganische stoffen. Elk van deze spectrometers gebruikt verschillende methoden om informatie te verkrijgen over de samenstelling en eigenschappen van monsters.
5. Infrarood spectrometer meet de absorptie, reflectie of transmissie van infrarood licht door een monster - Toepassing: chemische analyse, voedingsindustrie, milieumonitoring.
6. massaspectrometrie voor het analyseren van de massa's van moleculen en atomen.
7. Raman-spectrometer gebruik Raman-verstrooiing om informatie te verkrijgen over de moleculaire structuur van een monster - Toepassing: materiaalkunde, forensisch onderzoek, farmaceutische industrie.
8. spectrofotometer wordt voornamelijk gebruikt om de absorptie of reflectie van licht in verschillende golflengtebereiken te meten.
9. UV-Vis-spectrometer meet de absorptie of reflectie van ultraviolet (UV) en zichtbaar (Vis) licht door een monster - toepassing: analyse, biochemie, voedingsindustrie.

Hoe werkt een optische spectrometer?

een optische spectrometer werkt, door licht van een lichtbron door een prisma of rooster te laten gaan, waardoor het licht in de verschillende spectrale componenten (verschillende kleuren of golflengten) wordt opgedeeld. Deze componenten worden vervolgens geprojecteerd op een detector die de lichtintensiteit in elk deel van het spectrum meet. De resulterende gegevens verschaffen informatie over de spectrale samenstelling van de lichtbron, maken de identificatie van chemische stoffen mogelijk of het meten van concentraties van bepaalde elementen of verbindingen in een monster.

Bron: Dit artikel is gebaseerd op informatie van de volgende bedrijven: Bruker, Colorlite, Fraunhofer, Goehthe University, Polytec, Spectro.

Misschien ben je ook geïnteresseerd in...

Infraroodcamera optimaliseert Laser Powder Bed Fusion 3D-printen

Ontdek de voordelen van het lasersmelten van metaalpoeders: 3D-printen van metalen groeit volop...

Kunstmatige intelligentie | trends en ontwikkelingen

Kunstmatige intelligentie (AI) zal ons leven veranderen op manieren die we nooit voor mogelijk hadden gehouden. Het...

3D-printer | Additive manufacturing van kunststof onderdelen

Of het nu gaat om additive manufacturing, generatieve fabricage of rapid prototyping, in deze processen worden componenten vervaardigd...

3D-printer metaal | Verbazingwekkende mogelijkheden

De metalen 3D-printer wordt steeds meer gebruikt in de productie. In plaats van dagen of weken op de traditionele...

Robots programmeren | programmatuur en besturing

Of het nu gaat om industriële robots of cobots: zonder de juiste software en programmering is een interactieve robot...

Kunststofontwikkeling: Biobased, circulaire kunststoffen voor meer duurzaamheid

Voor het hulpbronnenefficiënte gebruik van kunststoffen heeft het Fraunhofer Instituut voor Milieu, Veiligheid en Technologie...