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体光栅分析

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体光栅分析相关的论坛

  • 平面光栅衍射效率的测试与分析

    [b][font='Microsoft YaHei', 宋体, sans-serif]【序号】:1[/font]【作者】:[b]陈刚[/b][/b][*]【题名】:[b][b][b]平面光栅衍射效率的测试与分析[/b][/b][/b]【期刊】:[font=Arial][size=12px]CNKI[/size][/font][b]【链接】:[url=https://gb.global.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?dbcode=CMFD&dbname=CMFD201302&filename=1013229762.nh&uniplatform=OVERSEA&v=y8cL9QIbWUiTegZB2k3i7JQ_aacaGWymyUB0MvWafRqp4fdfQzAYxocYl3d-2mEo]平面光栅衍射效率的测试与分析 - 中国知网 (cnki.net)[/url][/b]

  • 【分享】《紫外平面刻划光栅杂散光数值分析及测试》

    摘要:杂散光是光栅的重要技术指标,它直接影响光栅的信噪比,紫外波段的杂散光对光谱分析尤为不利.为了考察平面刻划光栅用于光谱仪器时产生的杂散光,采用标量衍射理论数值分析了杂散光产生的原因.数值模拟结果表明,紫外平面刻划光栅刻槽周期随机误差以及刻槽深度随机误差是杂散光的主要来源,而光栅杂散光对光栅表面小尺度随机粗糙度并不敏感.提出了平面光栅光谱仪出射狭缝相对宽度的概念,数值分析了仪器出射狭缝高度及出射狭缝相对宽度与杂散光强度的关系,从而分别为在光栅制作工艺中从根源上降低光栅杂散光以及在光栅应用过程中从使用方法上降低光栅杂散光提供了理论依据.最后,为了与采用滤光片法测得的光栅杂散光实验值进行比较,给出了理论求解杂散光总强度的求和公式,并对4个不同波长的杂散光进行了多次测量.结果表明,当刻槽周期随机误差、刻槽深度随机误差和表面随机粗糙度分别取0.8 nm、 0.5 nm和1.2 nm时,理论值和实验值的相对误差可控制在13%左右地址:http://bbs.instrument.com.cn/download.asp?ID=272139

  • 中阶梯光栅的介绍

    线色散率、分辨率、集光本领是评价光谱仪性能的重要指标,而这些性能又主要取决于所采用的色散元件—光栅,制造高性能的光栅一直是光谱仪技术追求的目标。ICP分光系统中,全直谱图的很多都是采用中阶梯光栅。从光栅色散率公式可知,在自准条件下(a=b=e)dl/dλ=(m·f)/(d·cosb)提高线色散率可采用长焦距f、大衍射角b、高光谱级次m、减少两刻线间的距离d(提高每毫米刻线数)。从光栅分辨率公式可知R=λ/Dλ=m·N提高分辨率可增加光栅刻线总数N、用高衍射级次来解决。在常规的光栅设计中,都是通过增加每毫米刻线数来提高线色散率和分辨率。事实上由于制造技术及成本原因,精确、均匀地在每毫米刻制2400条线已很困难,采用全息技术制造的全息光栅最高可达10000条,但由于槽面成正弦形,使闪耀特性受影响,集光效率下降。1949年美国麻省理工学院的Harrison教授摆脱常规光栅的设计思路,从增加衍射角b,利用“短槽面”获得高衍射级次m着手,增加两刻线间距离d的方法研制成中阶梯光栅(Echelle),这种光栅刻线数目较少(8~80条),使用的光谱级次高(m=28~200),具有光谱范围宽、色散率大、分辨率好等突出优点。但由于当时无法解决光谱级次间重叠的问题,在五、六十年代未受到重视,直到七十年代由于实现了交叉色散,将一维光谱变为二维光谱,方得到实际应用。随着九十年代初二维半导体检测器(CID)和(CCD)的应用,中阶梯光栅的优点才在ICP光谱分析中充分的展现出来。光栅方程d(Sina+Sinb)=mλ 同样也适用于中阶梯光栅。在“自准”(a=b=e)时,m=2d·Sine/λ。中阶梯光栅不同于平面光栅,采用刻槽的“短边”进行衍射,即闪耀角e很大(60°- 70°);采用减少每毫米刻线数,即增大光栅常数d,因此,光谱级次m大大增加。例如IRIS Ad.全谱直读ICP的光栅刻线为52.6条/mm,闪耀角e=64°,可计算出对应λ=175nm的光谱级次m=189级,对应λ=800nm的光谱级次m=42级。对于衍射级次从42~189时,其闪耀波长分别在800~175nm光谱分析段内,且这些闪耀波长间隔较近,即形成全波长闪耀。中阶梯光栅的角散率:db/dλ=(2·tgb)/λ线色散率 dl/dλ=(2·f·tgb)/λ分辨率 R=λ/Dλ=2·W/(λ·Sinb)从上面三个公式可知,中阶梯光栅的角色散率、线色散率和分辨率都与衍射角b有关,并随着b增大而增大。因此,只要取足够大的b值(取闪耀角接近衍射角b=64°),即相当于在较高级次下工作,就能获得很大的角色散率、线色散率和分辨率。对于一般平面光栅,线色散率dl/dx =(f·m)/d,必须依靠增大仪器的焦距f,减小刻线间距d(增加刻线条数)来增加线色散率。而中阶梯光栅由于角色散率很大,不必依赖焦距的增加,就能获得较大的线散率。例如焦距1米,3600条/mm的平面光栅在200nm处,一级光谱的倒数线色散率仅为0.22nm/mm,而0.5米焦距,52.6条/mm的中阶梯光栅光谱仪在168级处同一波长的倒数线色散率可达0.14nm/mm。由于中阶梯光栅的角色散率足够大,焦距反而可缩小(如0.5米),因此,仪器光室的体积大为缩小,使相对孔径变大,光谱光强也得到提高。由于线色散率大,中阶梯光栅每一级光谱的波长范围相当小,在这个范围内各波长的衍射角基本一致,而且各级基本上是在同一角度下(闪耀角)观察整个波长范围,所以均可达到很大闪耀强度,即“全波长闪耀”。另外,这种中阶梯光栅它们相邻的衍射光谱级次之间的能量分布如上图所示,从图中可以看出,同一波长的入射光的能量多被分布在两个相邻衍射光谱的级次里,由于最佳闪耀波段两侧能量锐减,如图中虚线下方所示。故入射光强能量几乎都被集中到如图中虚线上方的闪耀波段中的该波长上,由此可知,中阶梯光栅在175~800nm全波段范围内均有很强的能量分布,中阶梯光栅其光谱图象可聚焦在200 mm2的焦面上,非常适合于半导体检测器来检测谱线。中阶梯光栅光谱仪各级之间的重叠用交叉色散棱镜的办法来解决,即棱镜的色散方向与中阶梯光栅的色散方向互相垂直,这样在仪器的焦面上形成二维光谱图象。

  • 【已应助】文献《紫外平面刻划光栅杂散光数值分析及测试》

    求助文献:紫外平面刻划光栅杂散光数值分析及测试【序号】: 【作者】:巴音贺希格 李燕 吴娜 于海利 张善文 齐向东 【题名】: 紫外平面刻划光栅杂散光数值分析及测试【期刊】:光学精密工程【年、卷、期、起止页码】:《光学精密工程》 2009年08期 页码范围:1783-1789页【全文链接】:http://www.cqvip.com/qk/92835A/200908/31383643.html

  • 【杨啸涛研究员】回用户【zhangxm】关于中阶梯光栅的问题并推荐一本好书

    Zhangxm,您一共有六个问题,先回答一个。关于中阶梯光栅,我的回答是抄书。以下的文字是邓勃,何华昆老师的《[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收光谱[/color][/url]分析》中抄下来的,改了改段落号和图号,改了一二个印刷错误。《[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收光谱[/color][/url]分析》化学工业出版社2004年9月第一版。这是十分好的教科书。许多问题可以从中得到解答。参考文献我就不列了。希望大家都能看到,看完这本书。[color=red]【4077注】[/color]本网《仪器书店》有这本书出售,用户可在此购买:[url]http://www.instrument.com.cn/book/shtml/20040922/1008299.shtml[/url]1. 中阶梯光栅与棱镜构成的双单色器中阶梯光栅的特点一是每毫米的刻线数目较少,都在100以内;二是以较大的衍射角和较高级数的谱线工作,且多与棱镜或低色散的光栅构成高色散中阶梯光栅单色器。G.R.Harrson开创了这项工作。 由前面的光栅的角色散率与分辨率各式可知,在波长一定时,光栅的角色散率与衍射角β、光栅常数d和光谱级次n有关,分辨率取决于光栅的刻线面宽度W和光谱级次n。当衍射角β确定后,用小的光栅常数d(即大的刻线密度)和低谱级次(n小),或者采用大的光栅常数d(小的刻线密度)高谱级次(n大),可以得到相同的角色散率。缩小d,即增加刻线密度是有物理限度的。所以采用大的衍射角β和高谱级次n是增大角色散率的实际有效途径。至于要提高分辨率,除了要增大衍射角β外,还要增大光栅的刻线面宽度W,因为与分辨率直接相关的通光孔径A会随衍射角β的增大而缩小(A=Wcosβ)。Harrson据此发明了刻线密度小(例如100刻线/mm),主要用于高谱级(例如n等于几十至一二百)的光栅,并命名为echelle,中文译名是中阶梯光栅。图1是中阶梯光栅示意图。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2005/03/200503211444_2819_1868106_3.gif[/img]图1中阶梯光栅示意[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2005/03/200503211445_2820_1868106_3.gif[/img]图2 中阶梯光栅的色散的重叠多级谱线位于最佳闪耀区 当衍射角β=0时,通光孔径A=O,此时分辨率虽达到分辨率的理论极限值Rmax,但光栅无法使用。目前,一般的中阶梯光栅采用a=β=63。26’(实际上β是有一定角度范围的),此时,R= O.89Rmax。此外,为了使光栅在β方向有最大的闪耀效率,必须使光栅的闪耀角ε=β=α。并且,光栅刻槽的衍射面s须与入射、衍射光谱线垂直,s面的光学平整度要达到1/10干涉条纹(“光圈”),否则不可能使上百级的光谱都有足够的光强。这就是说,在β方向的闪耀效率很高,只要有一两度的偏离,闪耀效率就会迅速下降。目前中阶梯光栅各级光谱中央的闪耀效率可以达到70%以上(如图2所示)鬼线强度也只有母线的O.005%以下。中阶梯光栅的特点是:a.衍射角β大,由nλ=2 sinβ可知,将不同的λ和不同n级的谱线重叠在同一位置;b.这些重叠的谱线都集中在最佳的光栅闪耀区;c.对中阶梯光栅光谱,需用辅助色散元件在垂直方向进行谱级色散,再在水平方向进行波长色散,即可获得高色散的良好结果。表1列出了3个元素的谱线在不同级数次中的相对强度。表1不同级次中光谱线的相对强度[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2005/03/200503211446_2821_1868106_3.gif[/img]2. 中阶梯光栅、棱镜两次色散一维分光双单色器 用中阶梯光栅和棱镜作色散元件构成的双单色器分光系统,如图3所示。这种单色器具有体积小,线色散率高的特点。第一个单色器用中阶梯光栅作色散元件,能得到大衍射角高级次角色散率大的谱线。由于众多衍射级次的谱线分布在很小的角度范围内,不同级次的谱线发生重叠较严重,第二个单色器将不同级次间重叠区分离开并对相应级次谱线进行色散。因第二个单色器用了石英棱镜色散元件,其紫外光谱区线色散倒数小。如Thermo-Elemental公司M系列[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收光谱仪[/color][/url]就是采用这种分光系统,其线色散倒数为0.5 nm。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2005/03/200503211447_2822_1868106_3.gif[/img]图3 中阶梯光栅、棱镜两次色散一维分光光路系统示意3.二维分光工作方式 二维分光是指在X轴与y轴两个方向色散分光,经分光后谱线在二维的焦面上成像。由上述对中阶梯光栅工作过程分析可知,对中阶梯光栅的色散,再加用辅助的色散元件,在被色散谱线的垂直方向进行色散,即可获得高色散的良好结果。图4为中阶梯光栅与棱镜组成的交叉色散(即二维色散)分光过程示意,为简化问题,只标出了在垂直方向的色散,即不同衍射级次谱线的色散。图5为多元素同时测定[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收光谱[/color][/url]实验装置中用的中阶梯光栅两次分光交叉色散多色器分光系统,分光系统的焦面为二维谱线图像,检测器亦由多个光电倍增管组成的二维阵列。在检测器阵列与谱线焦面之间经严密测算制作的与多条分析波长谱线图像对应的多个狭缝专用板,分析线的数目多于光电倍增管的数目,专用板也有多块。工作时根据分析者选定的分析元素,采用相应的专用板,再通过转动机构将光电倍增管阵列移至分析谱线波长位置。这种固定光学系统,采用更换专用狭缝板和移动光电倍增管的工作方式,不仅免除了要将中阶梯光栅和棱镜十分精确地转动一个极小角度的困难,还可得到与多道同时测定一样的精度,而且在接近检出限工作时也不会找错谱线。这种交叉色散系统能提供高分辨的二维光谱信息,最先是应用在原子发射光谱仪器中。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2005/03/200503211449_2823_1868106_3.gif[/img]图4 为中阶梯光栅与棱镜组成的交叉 色散(二维色散)分光过程示意[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2005/03/200503211450_2824_1868106_3.gif[/img]图5 为连续光源多元素同时测定[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收光谱[/color][/url]实验装置中用的 中阶梯光栅两次分光交叉色散多色器分光系统4 电子扫描二维分光工作方式由于中阶梯光栅经交叉色散后能给出面积较小,并有较宽波长范围的高分辨率二维光谱,所以人们就容易想到用成像器件来做二维检测器,最先是用于原子发射光谱仪器中,如国外若干大分析仪器公司的原子发射光谱仪器商品都是用紫外增强型CMOS、 CCD或CID等半导体图像检测器。对[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收光谱仪[/color][/url]器采用此项先进技术的是SIMAA6000型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收光谱仪[/color][/url],有文献详细报道过,采用了具有高分辨率的二维光谱焦面的中阶梯光栅分光系统和紫外增强型分段式PDA检测器。其分光光路和检测系统如图6所示,中阶梯光栅刻线是79槽/mm,闪耀角63.4o,棱镜是人造熔融石英,顶角25.15o,成像球面镜的焦距501 mm,面积是120 mmxl20 mm。线色散倒数是O.1 nm/mm(200 nm,113级)和O4nm/mm(800nm,28级)。入射狭缝选用2.3 mm×1O mm时,对于As 193.7 nm光谱通带0.2 nm,Ba 553.5 nm光谱通带约为O.55 nm。二维光谱线焦面约为50 mm×60 mm,覆盖波长范围190~900 nm。半导体图像体检测器从日本Hamamatsu定制,专门设计加工成分段式单片检测器,称分段式PDA[又称分段式CMOS-PDA]检测器],整个检测器结构如图6所示。可提供的分析线数目为:39个主要常用元素的主灵敏线,16条次灵敏线和3条用于波长校正的氖线。关于波长的检查和校正,使用装在仪器内的充氖辉光放电灯,由计算机控制一面反射镜使氖灯发射光谱线进入光路,用位于图6左上角的607.43 nm[607(A)]和左下角的614.31 nm[614(A)]和Zn空心阴极灯的202.55 nm[位于图6右上角的202(A)]三条谱线来进行。此三条谱线处于二维焦面三个重要位置,包罗了全部分析线。具体操作程序是通过在X和Y方向分别在2 mm和4 mm范围内扫描,用峰拟合程序测量三条谱线轮廓的半宽度与相对位置。SIMAA型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收光谱仪[/color][/url]的这种分光系统,用电子扫描代替了分光元件转动的机械扫描,不但缩短工作时间和减少机械磨损,而且提高了波长精度。由于光源数量的限制,以及其他技术难点,多元素同时测定[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收光谱仪[/color][/url]器还在研究开发中,上述的中阶梯光栅分光系统应属较好的方案之一。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2005/03/200503211451_2825_1868106_3.gif[/img]图5 SIMAA6000型[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收光谱仪[/color][/url]光学系统示意[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2005/03/200503211451_2826_1868106_3.gif[/img]

  • 【讨论】中阶梯光栅

    为什么中阶梯光栅每一级光谱范围很窄?同时其高级光谱密集而低级光谱稀疏?一直搞不懂啊

  • 原子吸收:关于光栅的知识

    1 衍射光栅  平行、等宽而又等间距的多缝装置称为衍射光栅。它是利用光的衍射和干涉现象进行分光的一种色散元件,衍射光栅有透射式和反射式两种,光谱仪常用的是反射光栅,它的缝是不透明的反射铝膜。在一块极其平整的毛坏上镀上铝层,刻上许多平行、等宽而又等距的线槽,每条线槽起着一个“狭缝”的作用,每毫米刻线有1200条、2400条或3600条,整块光栅的刻线总数几万条到几十万条。  反射光栅从形状上可分为平面光栅,凹面光栅和阶梯光栅,  从制作方法上又可分为机刻光栅和全息光栅。  在一般的反射光栅中,由于光栅衍射中没有色散能力的零级衍射的主极大占去衍射光强的大部分(80%以上),随着主极大的级次增高,光强迅速减弱(见下图)。因此,使用这种反射光栅时,其一级较弱,二级衍射更弱。为解决这个问题,将光栅的线槽刻成锯齿形,使其具有定向“闪耀”能力,把能量集中分布在所需的波长范围。光栅复制技术的发展,大大降低了生产成本并缩短生产周期,使光栅得到广泛应用1.1平面反射光栅  1) 光栅方程  根据光的衍射和干涉原理,当平行光束以α角入射于光栅时,则在符合下述方程的角β方向上获得最大光强。  d(sinα+sinβ)=ml (m=0 ±1 ±2)  其中d-光栅常数,即相邻两缝的间距,α-入射角,β-出射角,m-衍射级次,或称为光谱级次,l-衍射光的波长。  2) 平面反射光栅的特点  a) 根据光栅方程,当光栅常数d为定值时,对于同一方向(α一定)入射的复合光在同级光谱(m一定)中,不同波长l有不同的衍射角β与之对应,因而可在不同的衍射方向获得不同波长的谱线(主极大)。这就是光栅的色散原理。  b) 对一定波长l的单色光而言,在光栅常数d和入射角α固定时,对于不同级次m(m=0 ±1 ±2……)可得到不同角β的衍射光,即同一波长可以有不同级次的谱线(主极大)。  c) 对于复合光,当m=0时,在β=-α的方向上,任何波长都可使光栅方程成立,即在此方向上,光栅的作用就象一面反射镜一样,将得到不被分光的零级光谱,入射光束中的所有波长都叠加在零级光谱中。当d和α为固定值时,对于不同波长、不同级次的光谱,只要其乘积ml等于上述定值,则都可以在同一衍射角β的方向上出现,即  m1l1=m2l2= m3l3=……  例如,一级光谱中波长为l的谱线和波长为l/2的二级谱线,波长为l/3的三级谱线…… 重叠在一起(如图)。这种现象称为光谱级次的重叠。它是光栅光谱的一个缺点,对光谱分析不利,应设法予以清除。在平面光栅光谱仪中,常用不同颜色的滤光片来消除这种级次重叠。同时为了获得足够的光能量,在ICP光谱分析中,通常选择第一级次(m=1)或第二级次(m=2)的光谱谱线。  3) 平面光栅光谱仪的主要性能  a) 色散率:光谱在空间按波长分离的程度称为色散率,其表示方法有角色散率(dβ/dl)和线色散率(dl/dl)两种,通常以线色散率倒数dl/dl表示仪器的色散能力,其单位为nm/mm。  光栅的角散率:dβ/dl=m/(d٠cosβ)  由此可见,角色散率与光谱级次m成正比。对于给定的波长范围,由于平面光栅的β较小(0-8°),cosβ变化不大(1-0.99),因而在同一个级次下,角色散率几乎不变;二级光谱的角色散率为一级光谱角色散率的两倍。  在Ebert装置的平面光栅仪中,焦平面与光轴垂直, β=0-8°时,cosβ»1。此时线色散率倒数为:  dλ/dl@d/(f·m) f为成像物镜的焦距。  可见,线色散率倒数与成像物镜的焦距f、衍射光谱级次m成反比,即采用长焦距和高衍射级次的光谱有利于提高线色散率。同时平面光栅光谱仪的线色散率倒数只有在β角很小的情况下才接近常数,即随波长的增加,线色散率倒数几乎不变。  b) 分辨率:仪器的分辨率又称分辩本领,是指仪器两条波长相差极小的谱线,按Rayleigh原则可分开的能力。所谓Rayleigh原则,指一条谱线的强度极大值恰好落在另一条强度相近的谱线的强度极小值处,若此时这两条谱线刚能被分开,则这两条谱线的平均波长λ与波长差Δλ之比值,称为仪器的理论分辨率 R,即R=λ/Δλ。对于平面光栅,理论分辨率R=λ/Δλ=m·N,由此表明光栅的分辨率为光谱级次m与总刻线N的乘积,不随波长改变而改变。  当级次m增加时,角色散率、线色散率及分辨率均随之增加。这时光栅偏转的角度也越大,它在衍射方向的投影也越少,因而光栅的有效孔径也随之越小,因此,光谱强度也相应减弱。  实际分辨率由于受许多客观误差因素的影响,总是比理论分辨率差,一台单色仪的分辨率是它能分辨的最小波长间距,这个波长间距不但有赖于仪器的分辨本领,而且也与狭缝的宽度、狭缝的高度及光学系统的完善性有关。在扫描式单色仪中,分辨率通常用半强度带宽值报出  1.2闪耀光栅  前面介绍的一般光栅具有色散能力。但衍射能量的80%左右集中在不分光的零级光谱中,而有用的一、二级光谱依次减弱,因而实用价值很低。为了克服这一缺点,适当地改变反射光栅的刻槽形状,使起“狭缝”作用的反射槽面和光栅平面形成一定的倾角e,如图,即可将入射光的大部分能量集中到所需衍射级次的某个衍射波长附近,该波长称为“闪耀波长”,这种现象称为光栅的闪耀作用,这种光栅称为闪耀光栅,也称小阶梯光栅,倾角e为闪耀角。  闪耀光栅的主要好处在于可使光能量集中在第一光谱级次(m=1)的λb与第二光谱级次(m=2)的λb/2附近。  a) 在“自准”条件下(a=b=e),闪耀波长与闪耀角的关系为2dSine=m·λbm,可根据需要的闪耀波长λbm来设计相应的闪耀角e。  b) 光栅的闪耀并非只限于闪耀波长,而是在该闪耀波长附近的一定范围内也有相当程度的闪耀。  c) 闪耀光栅的特性。这种光栅的一级闪耀波长λb1=560nm,有86%的光强集中在一级,而其余14%被分配在零级和其他各级中。从该图可以看出,该光栅的二级光栅光谱的闪耀波长λb2=560/2=280nm,实际上,光强的分布难与理论值完全相符,因为光栅刻线形状不可能精确

  • 基于光谱仪的气体分析

    我本身学习计算机的 老板现在给的课题是大气检测 本来给的思路是基于红外FTIR光谱仪的分析 我查找了很多这方面的资料 结果今天发现我们实验室的光谱仪是MAYA2000。。。是紫外的!http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/brow/em09512.gif 复合光栅在175-1100nm 请问这样是不是意味着我只能用紫外的方法去检测气体 我看到其中有近红外的波段 虽然很短 还可以用近红外做吗。。。 原来的方法和思路都不能用了 用DOTA的方法能实现吗 我还没看过DOTA的知识 不知道基于紫外的能不能做。。。现在感觉之前的思路被推翻了很着急。。。我本身是没学过光学的东西 只是因为设计要用 导师又催 纠结 请哪位大神给点指导 定量分析我都不想了 我现在能定性分析就可以了 谢谢各位的指教

  • 光纤光栅测温系统(电力 石化)

    光纤光栅测温系统(电力 石化)作者:曹虎 邮箱caohu666@126.com 手机:13581899064 座机:010-58858423-111一引言背景随着现代工业化的蓬勃发展,自动化管理水平也越来越高,我们所研究的ts125测温系统就是针对当前 电力行业 石油行业 屡次发生火情隐患,号召国家政策而开发的一套全方位测温系统。在温度监测中,温度传感头通常安装在户外,并且在电力方面还会有很强的电磁干扰,环境比较恶劣,传统测温技术如红外线测温、热电耦、热电阻、半导体温度传感、感温电缆等技术由于受各种因素的影响,经常会产生误差大、漏报、误报等现象。TS125 系列工业热点监测系统可在各类恶劣环境中,,进行实时、准确、安全、方便的温度监测。光纤光栅传感器作为目前国际上最新一代的光纤传感器,具有本质防爆、抗强电磁干扰、电绝缘性好、防雷击、高精度、重量轻、体积小,能方便地使用波分复用技术在一根光纤中串接多个光纤光栅温度传感器进行分布式测量等优点。因此受到了世界范围内的广泛重视,并进行广泛应用。系统功能说明本系统采用最新工艺生产技术,长期稳定性好,使用寿命长;光纤光栅信号处理器采用国际最先进地数字化解调技术,具有大容量实时在线信号采集处理和自检功能;监控计算机用户组态画面,可生动地显示传感器运行状况;系统可以综合各种安全监控参数,进行分析,有利于及时发现事故苗头,及时安全控制,实现生产和安全的双重监控功能。 从传感器到控制室感温测量及信号传输全部采用光信号,实现无电检测,本质安全防爆; 管理模块可实时显示各传感器的位置、温度信息,用户可通过此界面直观地了解设备的安全情况。报警时发生报警的传感器位置转为红色并闪烁。如系统配置声光报警器,则声光报警器同时动作; 光纤光栅感温火灾探测信号处理器可根据用户要求,设置预警和报警两种温度监测。并输出控制触点信号,作为报警和火灾情况,可与消防系统联动,及时进行检修; 监控计算机上的组态软件,在线显示开关柜温度变化并进行声光报警二 电力温度在线监测系统1测温系统重要性国电发[2000]589号文说,做好防止电力生产重大事故的措施,是保证电力系统安全稳定经济运行的重要条件,是制造、设计、安装、调试、生产等各个单位的共同任务。因此,各有关方面都应认真贯彻落实二十五项重点要求。本重点要求并不覆盖全部反事故技术措施,各单位应根据本要求和已下发的反事故技术措施,紧密结合各自实际情况,制定具体的反事故技术措施,认真贯彻执行。 随着现代电力工业不断向着大机组、大容量和高电压的迅速发展,运行条件更加苛刻,故障率逐渐增加,排除故障时间越来越长,造成的经济损失越来越大。为了保障发电和输变电系统的安全、,国内外电力行业普遍对电力设备运行的可靠性,提出了越来越高的要求。所以,对电力设备运行状态的在线检测、故障诊断和及时维修日益受到人们的高度重视。在电厂与变电站,有大量的室内室外高低压开关设备、变压器、电阻排、母线、隧道电缆、地下电缆,这些电力设备在长期的运营中会由于各种原因引起温度的异常而导致各类事故的产生。以电缆为例,美国在1965~1975年统计有3285次电气火灾事故,直接损失约4000万美元。 日本曾对电力、钢铁、石油化学、造纸等工厂企业调查,有78%的单位发生过电缆着火。近20年来,我国火电厂发生电缆火灾140多次,有24个电厂发生过2次及以上电缆火灾事故,造成直接和间接损失达50多亿元。引起火灾的原因分析2引起火灾原因分析引起电缆沟火灾的直接原因是电缆过负荷 电缆中间头过热两个诱惑。电缆过负荷是设计上人为过错可避免,而电缆头过热是物质上的问题是无法预测的。这时需采用测温系统来解决三 石油在线温度监测系统根据中华人民共和国国家标准中第7.8.1条 石油化工企业必须设置火灾报警系统。消防站内应设接受火灾报警的设施。可也看出防止火灾的重要性。我们的测温系统关于石油行业主要有以下几点:油罐测温 输油管道井下测温 地热井1油罐介绍石化系统,大型储罐属于易燃易爆场所,在火灾发生的初期能及时进行预报,采取相应措施,可以将事故损失降低到最低。但是,由于技术的原因,配套设施始终没有得到根本的解决,火灾事故时有发生,因此对大型储罐进行温度火灾探测受到关注与重视。光纤光栅感温火灾探测系统使用光栅作为温度检测单元,其性能稳定,可靠性高;采用光纤进行信号传输,本质安全防爆;检测探头进行灵巧性设计,结构简单,可以进行带油无电安装,安装与维修方便;同时系统设计时充分考虑了现场使用的特殊性,现场测量单元能够有效地耐油防腐。在镇海炼油化工股份有限公司的使用过程中,光纤光栅感温火灾探测系统运行正常。传统的电传感器虽都符合防暴标准,但在某些情况下仍然可以成为点火源。因此,光纤光栅感温火灾探测系统在石油、化工等部门具有良好的应用前景,必将成为易燃易爆场合下温度火灾探测的理想产品。2油井介绍长期监测油井温度,测量次数不受限制减少关井次数,增加原油累计产量减少修井作业,减少原油泄漏对人员和环境所造成的危害自控系统自控系统在罐区、汽车发油区设监控分站,各监控分站之间采用工业以太网连 接,实现信息共享。在行政区设一监控管理总站,监控管理总站可以对各监控分站进行监控,从而管理整体的生产情况。。储备管理信息化系统储备管理信息化系统共分为自控、安防、网络三大系统。自控系统与安防系统在监控管理总站通过局域网实现信息共享,对各个监控点实行授权管理,以确保整个系统的安全性。同时各个系统都具有独立性,当监控管理总站出现故障时,自控监控系统、安防监控系统能独立工作。

  • 求助光谱仪分析气体

    我本身学习计算机的 老板现在给的课题是大气检测 本来给的思路是基于红外FTIR光谱仪的分析 我查找了很多这方面的资料 结果今天发现我们实验室的光谱仪是MAYA2000。。。是紫外的!http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/brow/em09512.gif 复合光栅在175-1100nm 请问这样是不是意味着我只能用紫外的方法去检测气体 我看到其中有近红外的波段 虽然很短 还可以用近红外做吗。。。 因为我本身是没学过光学的东西 只是因为设计要用 请哪位大神给个简单的思路 谢谢

  • 真空压力精密控制技术在阶梯光栅光谱仪中的应用

    真空压力精密控制技术在阶梯光栅光谱仪中的应用

    [color=#990000]摘要:为了实现阶梯光栅光谱仪的高精度测量,要在全过程中对温度和压力进行长时间的精密恒定控制。本文将针对阶梯光栅光谱仪中压力的精密控制,介绍压力的自动化控制技术,并详细介绍了具体实施方案,其中特别介绍了控制效果更好的双向控制模式。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align][size=18px][color=#990000]一、问题提示[/color][/size] 阶梯光栅光谱仪作为一种全谱直读的光谱仪器广泛应用于天文、地矿、化工、冶金、医药、环保、农业、食品卫生、生化、商检和国防等诸多领域,但阶梯光谱仪的灵敏度会受到环境温度和压力的严重影响,因此阶梯光谱仪普遍要求对工作温度和压力进行精密控制,特别是压力控制要求达到很高精度,如果控制精度不够,则会带来以下几方面的影响: (1)压力波动会使得阶梯光谱仪内的气体折射率发生改变。 (2)压力波动也会造成光谱仪内外压差不同而造成光谱仪光路(特别是光学窗口处)的微小变形。同时,温度变化也会直接造成气压随之改变。 总之,为了实现阶梯光栅光谱仪的高精度测量,要在全过程中对温度和压力进行长时间的精密恒定控制。本文将针对阶梯光栅光谱仪中压力的精密控制,介绍压力的自动化控制技术,并详细介绍了具体实施方案。[size=18px][color=#990000]二、实施方案[/color][/size] 阶梯光栅光谱仪的压力控制系统结构如图所示。在具体实施过程中,需要根据具体情况需要注意以下几方面的内容:[align=center][color=#990000][img=阶梯光谱仪压力控制,550,355]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/01/202201211541151559_1872_3384_3.png!w690x446.jpg[/img][/color][/align][align=center][color=#990000]阶梯光栅光谱仪压力控制系统示意图[/color][/align] (1)阶梯光谱仪的工作压力一般在一个大气压760torr附近,因此要选择在此压力下测量精度能满足设计要求的压力传感器。 (2)压力自动控制采用24位高精度PID控制器,如果24位测量精度还是无法匹配压力传感器精度,则需要更高精度控制器。 (3)压力控制采用双向模式,即同时调节进气和出气流量,但对于一个大气压附近的压力控制,一般是固定进气流量后自动调节排气流量实现压力恒定控制。 (4)针对不同尺寸的阶梯光谱仪工作腔室大小,需选择不同的出气流量控制阀。对于大尺寸空间工作室,出气流量控制可选用出气口径较大的电动球阀;而对于小尺寸空间工作室,出气流量控制则需要选择出气口径较小和更精密的电动针阀。抽气用的真空泵也是如此。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

  • 光栅知识问询

    你好,请问光栅有多少类型?有什么差别吗?查资料是有平面光栅、反射光栅、透射光栅、闪耀光栅、中阶梯光栅、小阶梯光栅、阶梯光栅,它们的原理是什么。

  • TS125光纤光栅粮库测温系统

    TS125光纤光栅粮库测温系统作者:曹虎010-58858423-111 13581899064 caohu666@126.com系统简介:随着大型粮食专储房仓的不断增加,粮库实时在线多点温湿度监控和防火监控愈来愈重要。这时必须采用寿命长,精度高、无零漂、本质安全防暴、体积小维修更换方便、扩容性好的监测系统来完成这项艰巨的任务。一般的传感器采用电信号满足不了以上要求,因此我们开发了TS125光纤光栅测温系统。TS125工业热点监测系统可在各类恶劣环境中,进行实时、准确、安全、方便的温度监测。光纤光栅传感器作为目前国际上最新一代的光纤传感器,具有本质防爆、抗强电磁干扰、电绝缘性好、防雷击、精度高、重量轻、体积小,系统采用波分复用技术能方便的在一根光纤中串接20个以上光纤光栅温度传感器进行分布式测量等优点。因此受到了世界范围内的广泛重视,并进行广泛应用。本系统可以实现网络化,在服务器端可以显示出每一点的温度。本系统实现网络话可采用两种方式进行连接,一种为有线方式可达50km远远大于传统的传输距离,另一种为无线(GPRS)方式。由于一个大型的粮库往往面积很大,需要很多点的温度测量和湿度测量,如果采用有线连接方式,则布线复杂,连接不便,使得系统增加测量节点很不方便,而且会使工程量很大。如各个测量节点都采用无线连接,这使得安装非常方便,而且增减测量节点很容易,工程量很小。 本系统通过计算机检测粮食储备库中粮食的基本情况(包括温度、湿度等);以多种方式(数字、三维图形、表格等)显示和打印温湿度信息,并将全部数据保存于硬盘内备查,配合其它粮情(如入仓时间、品种、仓型、熏蒸记录等)管理软件进行综合分析,增加储备粮安全,使粮库管理实现自动化、智能化。 整个系统采用集散式设计,两级控制:第一级控制主机放在微机室,管理多达上百个分机,通过通讯光缆缆连接若干分机;第二级分机安装在粮仓,每台分机连接温度传感器。主分机间通讯最大距离不大于五十公里,系统采用星型或环型方式布线、维护简单、工作稳定。硬件采用工业级原器件设计,可靠性高、检测速度快,精度高。系统功能说明本系统采用最新生产工艺,长期稳定性好,使用寿命长;光纤光栅信号处理器采用国际最先进地数字化解调技术,具有大容量实时在线信号采集处理和自检功能;监控计算机用户组态画面,可生动地显示传感器运行状况;系统可以综合各种安全监控参数,进行分析,有利于及时发现事故苗头,及时安全控制,实现生产和安全的双重监控功能。 ◎.从传感器到控制室感温测量及信号传输全部采用光信号,实现无电检测,本质安全防爆;◎管理模块可实时显示各传感器的位置、温度信息,用户可通过此界面直观地了解设备的安全情况。报警时发生报警的传感器位置转为红色并闪烁。如系统配置声光报警器,则声光报警器同时动作;◎.光纤光栅感温火灾探测信号处理器可根据用户要求,设置预警和报警两种温度监测。并输出控制触点信号,作为报警和火灾情况,可与消防系统联动,及时进行检修;◎.监控计算机上的组态软件,在线显示温度变化并进行声光报警◎.网络分析仪具有丰富的输出方式设置功能,以及控制权限限的设置功能,用户可随时根据需要通过按键更改、设置。◎仪表具有软、硬件保护措施,使仪表具有较高的安全性、稳定性。◎.光纤光栅传感器使用寿命较长一般为15-30年,这样可以减少维修的成本。◎ 实时检测、定时检测、本地检测、联网管理;◎ 温度测量、湿度测量、;◎ 动态数字、图形显示、表格显示;◎ 单仓报表打印、汇总报表打印;◎ 自动检测故障,自动隔离,◎ 超温、超湿报警◎ 低压直流24V供电◎本质防雷,确保可靠◎ 全封闭外壳设计,防雨、防尘,适合室外安装◎ 历史事件记录功能,方便查询适用范围: TS125粮仓温度监测系统是我中心研发的具有国内先进水平的一个大型项目,适用于由房式仓、筒式仓、浅圆仓等仓型构成的大中小粮库,也适用于工业、农业上实时检测环境温度。该系统长期运行稳定、监测数据准确。操作软件是基于windows环境编写的应用程序,测温软件实用、操作简单,另外可与粮库储运管理系统集成在一起构成粮库综合管理系统,亦可独立安装成为独立系统。技术指标 供电电源:220VAC±10%环境温度:主机0℃~50℃环境湿度:20%~98%RH 温度检测范围:-30℃~+200℃ 温度检测精度:±0.1℃测温重复误差:±0.2℃ 湿度检测范围: 90%RH 以内检测速度:一秒种循环一次主机与分机之间最大传输距离:不大于50Km 最大测温点数:无限 最大测湿点数:无限防尘,防水,抗雷电,抗熏蒸腐蚀

  • 光栅尺工作原理

    光栅尺工作原理及详细介绍光栅:光栅是结合数码科技与传统印刷的技术,能在特制的胶片上显现不同的特殊效果。在平面上展示栩栩如生的立体世界,电影般的流畅动画片段,匪夷所思的幻变效果。 光栅是一张由条状透镜组成的薄片,当我们从镜头的一边看过去,将看到在薄片另一面上的一条很细的线条上的图像,而这条线的位置则由观察角度来决定。如果我们将这数幅在不同线条上的图像,对应于每个透镜的宽度,分别按顺序分行排列印刷在光栅薄片的背面上,当我们从不同角度通过透镜观察,将看到不同的图像。 光栅尺:其实起到的作用是对刀具和工件的坐标起一个检测的作用,在数控机床中常用来观察其是否走刀有误差,以起到一个补偿刀具的运动的误差的补偿作用,其实就象人眼睛看到我切割偏没偏的作用,然后可以给手起到一个是否要调整我是否要改变用力的标准。 【相当于眼睛】 一、引言 目前在精密机加工和数控机库中采用的精密位称数控系统框图。 随着电子技术和单片机技术的发展,光栅传感器在位移测量系统得到广泛应用,并逐步向智能化方向转化。 利用光栅传感器构成的位移量自动测量系统原理示意图。该系统采用光栅移动产生的莫尔条纹与电子电路以及单片机相结合来完成对位移量的自动测量,它具有判别光栅移动方向、预置初值、实现自动定位控制及过限报警、自检和掉电保护以及温度误差修正等功能。下面对该系统的工作原理及设计思想作以下介绍。 二、电子细分与判向电路 光栅测量位移的实质是以光栅栅距为一把标准尺子对位称量进行测量。目前高分辨率的光栅尺一般造价较贵,且制造困难。为了提高系统分辨率,需要对莫尔条纹进行细分,本系统采用了电子细分方法。当两块光栅以微小倾角重叠时,在与光栅刻线大致垂直的方向上就会产生莫尔条纹,随着光栅的移动,莫尔条纹也随之上下移动。这样就把对光栅栅距的测量转换为对莫尔条纹个数的测量,同量莫尔条纹又具有光学放大作用,其放大倍数为 : (1) 式中:W为莫尔条纹宽度;d为光栅栅距(节距);θ为两块光栅的夹角,rad 在一个莫尔条纹宽度内,按照一定间隔放置4个光电器件就能实现电子细分与羊向功能。本系统采用的光栅尺栅线为50线对/mm,其光栅栅距为0.02mm,若采用四细分后便可得到分辨率为5μm的计数脉冲,这在一般工业测控中已达到了很高精度。由于位移是一个矢量,即要检测其大小,又要检测其方向,因此至少需要两路相位不同的光电信号。为了消除共模干扰、直流分量和偶次谐波,我们采用了由低漂移运放构成的差分放大器。由4个滏电器件获得的4路光电信号分别送到2只差分放大器输入端,从差分放大器输出的两路信号其相位差为π/2,为得到判向和计数脉冲,需对这两路信号进行整形,首先把它们整形为占空比为1:1的方波,经由两个与或非门74LS54芯片组成的四细分判向电路输入可逆计数器,最后送入由8031组成的单片机系统中进行处理。 三、单片机与接口电路 为实现可逆计数和提高测量速度,系统采用了193可逆计数器。假设工作平台运行速度为v,光栅传感器栅距为d,细分数为N,则计数脉冲的频率为: (2) 若v=1m/s,d=20μm,N=20,则f=1MHz,对应计数时间间隔为[font=Times New Roman

  • 光栅摄谱仪和光电直读光谱仪的优缺点比较

    光栅摄谱仪和光电直读光谱仪的优缺点比较:  光栅摄谱仪的优点是:   (1)适用的波长范围广;   (2)具有较大的线色散率和分辨率,且色散率仅决定于光栅刻线条数而与光栅材料无关;   (3)线色散率与分辨率大小基本上与波长无关。其不足之处是光栅会产生罗兰鬼线以及多级衍射线间的重叠而出现谱线干扰。   光电直读光谱仪的优点是:   (1)分析速度快;   (2)准确度高,相对误差约为1%;   (3)适用于较宽的波长范围;   (4)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;   (5)线性范围宽,可做高含量分析。   缺点为:出射狭缝固定,能分析的元素也固定,也不能利用不同波长的谱线进行分析;价格昂贵。

  • 光栅的分类

    对于光栅来说它的种类比较多,请教大家光栅的具体分类?

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