Спектрометр — это аналитический прибор, предназначенный для физико-химического исследования веществ путём измерения их спектральных характеристик. Он позволяет идентифицировать состав, структуру и свойства материалов на основе их взаимодействия с электромагнитным излучением.
Современные автоматизированные спектрометры
Современные оптоволоконные автоматизированные спектрометры отличаются компактными размерами, высокой эффективностью и надёжностью. Их конструкция включает оптические измерительные модули с высокочувствительными матричными детекторами, специализированную электронную платформу, микропроцессоры, блоки памяти, аналого-цифровые преобразователи и цифровые интерфейсы связи. Эти приборы обеспечивают работу миниатюрных оптико-измерительных модулей в многоканальном режиме. Управление и обработка данных осуществляются с помощью специального программного обеспечения, которое позволяет автоматизировать рабочие процессы и анализировать результаты измерений.
Портативные измерительные комплексы
Портативные автоматизированные спектрометры представляют собой многофункциональные измерительные комплексы. Они оснащаются аналитическими датчиками, источниками света и прикладным программным обеспечением. Такие приборы могут выполнять функции спектрофотометра, спектрофлуориметра, фотоколориметра, радиометра, фотометра, денситометра, рефлектометра, нефелометра, люменометра и оксиметра. Благодаря своей универсальности они широко применяются для высокоэффективных аналитических и лабораторных исследований в естественных и прикладных науках, включая неинвазивные биомедицинские исследования, экологический мониторинг и контроль качества сырья и готовой продукции в промышленности.
Атомно-абсорбционные спектрометры
Атомно-абсорбционные спектрометры (ААС) известны своими высокими техническими характеристиками, надёжностью и удобством эксплуатации. Они используются для определения концентрации элементов в образце на основе поглощения ими оптического излучения.
Принцип работы и коррекция поглощения
Одним из распространённых типов является ААС с поперечно-нагреваемым электротермическим атомизатором и корректором неселективного поглощения, работающим на основе эффекта Зеемана. Такой корректор необходим для получения точных результатов при анализе объектов со сложным матричным составом, таких как кровь или морская вода. Однако для образцов с простым составом (например, пресная вода) использование зеемановской коррекции может снизить чувствительность прибора и сузить диапазон измерений.
Для решения этой проблемы были разработаны спектрометры, совмещающие две схемы коррекции на основе эффекта Зеемана: классическую двухполевую и дополнительную трёхполевую. Трёхполевая схема позволяет значительно расширить динамический диапазон измерений. Некоторые модели также оснащаются дополнительным дейтериевым корректором неселективного поглощения, что максимально повышает точность анализа.
Пламенные ААС нового поколения
К спектрометрам нового поколения относятся пламенные атомно-абсорбционные спектрометры, в которых используется несимметричная оптическая схема Черни—Тернера с тороидально-сферическими зеркалами. Такая конструкция улучшает оптические характеристики прибора.
Области применения
В целом, спектрометры являются незаменимыми инструментами для определения строения веществ, изучения механизмов химических реакций и решения широкого круга аналитических задач в научных исследованиях и промышленности.