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随着光谱学的发展,光谱仪在宝石的在线和离线测量方面有了越来越广泛的应用。尤其是微型光谱仪在宝石的在线高速测量中的应用。通常用常规的仪器、常规的方法和经验有时解决不了的问题时,就必须应用现代高科技的检测仪器和分析方法,对所测珠宝的实际状况做出准确无误的分析判断。推荐阅读·平衡阀的应用·无线监测仪表在现场应用中将广泛应用·HBM称量传感器在灌装设备中的应用·温湿度记录器的原理及应用·热处理业中里氏硬度计的应用·光泽度仪的应用·导波雷达物位计的应用及原理·温度记录仪在疫苗冷链管理中应用·电离辐射仪的应用·激光雨滴谱网络监测系统应用引言: 随着光谱学的发展,光谱仪在宝石的在线和离线测量方面有了越来越广泛的应用。尤其是微型光谱仪在宝石的在线高速测量中的应用。通常用常规的仪器、常规的方法和经验有时解决不了的问题时,就必须应用现代高科技的检测仪器和分析方法,对所测珠宝的实际状况做出准确无误的分析判断。 1.光谱仪原理 荷兰Avantes公司的AvaSpec-2048光纤光谱仪,采用对称式光路设计,焦距75mm,包括光纤接头(标准SMA接口,也可以选择其它类型的接口)、准直镜、衍射光栅、聚焦镜和SonyILX554型2048像素线阵CCD探测器,测量波长范围200-1100nm,最高分辨率0.04nm,提供USB1.1或USB2.0接口、RS-232接口和I/O外触发接口。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/06/201106071607_298376_1617423_3.jpg光纤光谱仪的优点在于系统的模块化和灵活性。荷兰Avantes公司的微小型光纤光谱仪的测量速度非常快,使得它可以用于在线分析。而且由于它选用低成本的通用探测器,所以光谱仪的成本也大大降低,从而大大扩展了它的应用领域。 2.测量试验 颜色是决定钻石名贵与否的因素之一。研究中发现,天然和人造钻石可以在400-750nm波长范围内进行比较。对于Ia类天然钻石来说,在415和478nm处有吸收峰,而人造钻石则没有。而对于人造钻石来说,在592nm或741nm处会出现谱线。天然钻石与人造钻石的价值相差约10倍。当然该方法也可以测量其它宝石,比如红宝石、紫翠玉和蓝宝石等。 2.1钻石测量的典型装置 钻石检测的典型装置可以分为两套系统,其中一套适用于实验室测量及裸钻的测量,另一种适用于在线的快速检测及镶嵌好的首饰测量。配置图分别如下:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/06/201106071608_298377_1617423_3.jpg这套系统主要有AvaSpec-2048光谱仪,光源,光纤,积分球等附件组成一套完整的系统。方便您进行各种形状裸钻石的检测。主要适用于钻石的快速测量,如流水线上的工人检测,以及各种镶嵌好的各种钻石首饰。 在进行钻石测量时,首先应在测量前打开光源预热15分钟左右,以保持光源的稳定性。然后设置好光谱仪的各项参数后,既可以开始测量,在钻石检测时,主要关注的就是位于415nm的吸收峰,天然钻石具有明显的吸收峰存在如下图:http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/06/201106071608_298378_1617423_3.jpg在进行快速检测时,这个测量时间可以在几秒钟内完成,并且数据可靠,所以这种检测方法在在快速大批量的检测中具有非常大的应用空间。
光纤光谱仪基本配置包括一个光栅,一个狭缝,和一个探测器以及探测器的一些附件。这些部件的参数在选购光谱仪时必须详细说明。光谱仪的性能取决于这些部件的精确组合与校准,校准后的光纤光谱仪,原则上这些配件都不能有任何的变动。光纤光谱仪的光学结构是典型的非对称式Czerny-Turner(柴尔尼-特纳)结构,绝大部分的光纤光谱仪均采用以上结构。其中光栅前的第一个分光镜被称为准直镜,用于将发散的光束转为平行准直光,此镜片还可以减少光在入射时的杂散光。光栅后面为聚焦镜,用于将分散的光聚焦于探测器。光栅光栅的选择取决于光谱范围以及分辨率的要求。对于光纤光谱仪而言,光谱范围通常在200nm-2550nm之间。由于要求比较高的分辨率就很难得到较宽的光谱范围;同时分辨率要求越高,其光通量就会偏少。对于较低分辨率和较宽光谱范围的要求,300线/mm的光栅是通常的选择。如果要求比较高的光谱分辨率,可以通过选择1200线/mm以上,甚至3600线/mm的光栅,或者选择更多像素分辨率的探测器来实现。另外现在光栅都是采用平面光栅,具有一定的闪耀波长,越靠近闪耀波长的波段,其衍射效率越高,因此在选择光栅时,除了考虑光栅的刻划线数,还要考虑工作的波长范围。简言之,光栅的选择影响了三个方面的因素:光谱分辨率、光通量(灵敏度)、波长范围。
光纤光谱仪基本配置包括包括一个光栅,一个狭缝,和一个探测器。这些部件的参数在选购光谱仪时必须详细说明。光谱仪的性能取决于这些部件的精确组合与校准,校准后光纤光谱仪,原则上这些配件都不能有任何的变动。 光栅 光栅的选择取决于光谱范围以及分辨率的要求。对于光纤光谱仪而言,光谱范围通常在200nm-2200nm之间。由于要求比较高的分辨率就很难得到较宽的光谱范围;同时分辨率要求越高,其光通量就会偏少。对于较低分辨率和较宽光谱范围的要求,300线/mm的光栅是通常的选择。如果要求比较高的光谱分辨率,可以通过选择3600线/mm的光栅,或者选择更多像素分辨率的探测器来实现。狭缝 较窄的狭缝可以提高分辨率,但光通量较小;另一方面,较宽的狭缝可以增加灵敏度,但会损失掉分辨率。在不同的应用要求中,选择合适的狭缝宽度以便优化整个试验结果。探测器 探测器在某些方面决定了光纤光谱仪的分辨率和灵敏度,探测器上的光敏感区原则上是有限的,它被划分为许多小像素用于高分辨率或划分为较少但较大的像素用于高敏感度。通常背感光的CCD探测器灵敏度要更好一些,因此可以某个程度在不灵敏度的情况下获得更好的分辨率。近红外的InGaAs探测器由于本身灵敏度和热噪声较高,采用制冷的方式可以有效提高系统的信噪比。m·u·t 光谱仪依靠来自世界领先光学探测器先进生产商阵容,如Sony,Hamamatsu,Thoshiba等产品技术支持。滤光片 由于光谱本身的多级衍射影响,采用滤光片可以降低多级衍射的干扰。和常规光谱仪不同的是,光纤光谱仪是在探测器上镀膜实现,此部分功能在出厂时需要安装就位。同时此镀膜还具有抗反射的功能,提高系统的信噪比。(选自网络)