Detecção de sinal ópticoespectrômetro de hardware
A espectrômetroUm espectrômetro é um instrumento óptico que separa a luz policromática em um espectro. Existem muitos tipos de espectrômetros; além dos espectrômetros usados na faixa da luz visível, existem espectrômetros de infravermelho e espectrômetros de ultravioleta. De acordo com os diferentes elementos de dispersão, podem ser divididos em espectrômetros de prisma, espectrômetros de rede de difração e espectrômetros de interferência. De acordo com o método de detecção, existem espectroscópios para observação direta a olho nu, espectroscópios para registro com filmes fotossensíveis e espectrofotômetros para detecção de espectros com elementos fotoelétricos ou termoelétricos. Um monocromador é um instrumento espectral que emite apenas uma única linha cromática através de uma fenda e é frequentemente usado em conjunto com outros instrumentos analíticos.
Um espectrômetro típico consiste em uma plataforma óptica e um sistema de detecção. Ele inclui as seguintes partes principais:
1. Fenda de incidência: o ponto de observação do sistema de imagem do espectrômetro formado sob a irradiação da luz incidente.
2. Elemento de colimação: a luz emitida pela fenda torna-se luz paralela. O elemento de colimação pode ser uma lente independente, um espelho ou estar integrado diretamente em um elemento dispersor, como uma grade côncava em um espectrômetro de grade côncava.
(3) Elemento de dispersão: geralmente usando uma grade, de modo que o sinal de luz no espaço de acordo com a dispersão do comprimento de onda em múltiplos feixes.
4. Elemento de focalização: Focaliza o feixe dispersivo de forma que ele forme uma série de imagens de fenda incidentes no plano focal, onde cada ponto da imagem corresponde a um comprimento de onda específico.
5. Conjunto de detectores: posicionado no plano focal para medir a intensidade da luz em cada ponto da imagem de determinado comprimento de onda. O conjunto de detectores pode ser um conjunto CCD ou outro tipo de conjunto de detectores de luz.
Os espectrômetros mais comuns em grandes laboratórios são as estruturas CT, e essa classe de espectrômetros também é chamada de monocromadores, que são divididos principalmente em duas categorias:
1. Estrutura de tomografia computadorizada (TC) com varredura fora do eixo simétrica: nesta estrutura, o caminho óptico interno é completamente simétrico, e a roda da torre de difração possui apenas um eixo central. Devido à simetria completa, ocorre difração secundária, resultando em luz espúria particularmente intensa, e, por se tratar de uma varredura fora do eixo, a precisão é reduzida.
2. Estrutura de tomografia computadorizada (TC) com varredura axial assimétrica, ou seja, o caminho óptico interno não é completamente simétrico. A roda da torre de difração possui dois eixos centrais, garantindo que a rotação da grade seja realizada no eixo correto, inibindo efetivamente a luz espúria e melhorando a precisão. O projeto da estrutura de TC com varredura axial assimétrica gira em torno de três pontos principais: otimizar a qualidade da imagem, eliminar a luz difratada secundária e maximizar o fluxo luminoso.
Seus principais componentes são: A. incidentefonte de luzB. Fenda de entrada C. Espelho colimador D. Grade de difração E. Espelho de focalização F. Fenda de saída G.fotodetector
O espectrômetro é um instrumento científico que decompõe a luz complexa em linhas espectrais, utilizando prismas ou grades de difração, entre outros recursos. O espectrômetro mede a luz refletida pela superfície de um objeto. A luz solar, composta por sete cores, é a parte do espectro visível que o olho humano consegue distinguir. No entanto, se o espectrômetro decompõe a luz solar de acordo com a sua distribuição em comprimentos de onda, percebe-se que apenas uma pequena parte do espectro é visível, enquanto o restante, como infravermelho, micro-ondas, ultravioleta e raios X, é imperceptível a olho nu. A partir da captura da informação luminosa pelo espectrômetro, é possível revelar placas fotográficas ou analisar dados gerados por instrumentos digitais automatizados, identificando os elementos presentes em um objeto. Essa tecnologia é amplamente utilizada na detecção de poluição do ar, poluição da água, higiene alimentar, indústria metalúrgica, entre outros.
Data da publicação: 05/09/2024