NIR-spectrometers met hoge gevoeligheid en weinig ruis

Kies het kortste golflengtebereik dat de absorptiebanden en referentieregio’s die de methode nodig heeft volledig omvat. De varianten van 900–1700 nm zijn geschikt voor metingen die vooral worden bepaald door vocht en organische boventoonbanden, terwijl de modellen van 900–2200 nm ook combinatiebanden dekken, wat de chemische differentiatie in farmaceutische en polymeertoepassingen kan verbeteren. De versie van 900–2500 nm biedt het grootste nominale bereik voor bredere materiaalidentificatie en kalibratiemodellen met meerdere componenten. Uitbreiding van het bereik beïnvloedt de keuze van het rooster, de scansnelheid en de resolutie, dus het model met het grootste bereik is niet automatisch de juiste keuze. Controleer het definitieve gekalibreerde bereik dat bij het individuele instrument is opgegeven voordat u een bestaand chemometrisch model overdraagt.

Kies high gain wanneer het verwachte optische signaal zwak is en kortere integratietijden nodig zijn. High gain versterkt het detectorsignaal elektronisch, maar verhoogt ook de basisruis en veroorzaakt verzadiging bij lagere invallende lichtniveaus. Zo verandert de NR-512-1.7 van een SNR van 10.000:1 en een dynamisch bereik van 21.000:1 in standard gain naar 2.800:1 en 12.000:1 in high gain. Bij de overeenkomstige NR-512-2.2 veranderen deze waarden van 9.700:1 en 17.510:1 naar 2.788:1 en 10.323:1. Standard gain heeft daarom de voorkeur bij sterke signalen, lange integraties of toepassingen die het breedste dynamische bereik per scan vereisen.

Een smallere spleet verbetert de optische resolutie, maar laat minder licht door, terwijl een bredere spleet de throughput verhoogt ten koste van bredere spectrale kenmerken. Bij de NR-512-1.7 verandert de opgegeven resolutie van 2,72 nm met een spleet van 10 µm naar 13,03 nm met een spleet van 200 µm. Bij de NR-512-2.2 verandert deze van 3,12 nm naar 18,96 nm over hetzelfde spleetbereik, en de spleet van 25 µm is de standaardconfiguratie. Ingenieurs moeten de verwachte breedte en onderlinge scheiding van de analytische pieken vergelijken met het beschikbare fotonniveau voordat zij een spleet kiezen. High gain kan in sommige systemen met weinig licht een smallere spleet ondersteunen, maar de resulterende afwegingen op het gebied van ruis en verzadiging moeten nog steeds worden getest.

Ja, de beschikbare elektrische interfaces ondersteunen computergestuurde metingen en integratie in ingebedde systemen. USB 2.0 High Speed is beschikbaar voor directe bediening, terwijl tweedraads RS-232 communiceert op 115,2 kbaud en kan worden gebruikt met een hostcontroller. Vier GPIO-lijnen, externe flank- en niveautriggers en enkelvoudige of continue strobe-uitgangen maken het mogelijk de acquisitie te synchroniseren met lichtbronnen, transportbanden of bewegende monsters. De maximaal opgegeven scansnelheden zijn 275 Hz voor de 1.7-modellen en 242 Hz voor de 2.2- en 2.5-modellen, al hangt de werkelijk behaalde snelheid ook af van de host en de software. Voor werking via RS-232 is een externe voeding van +5 VDC vereist en er mag telkens slechts één hostcommunicatie-interface actief zijn.

De spectrometer is gespecificeerd voor gebruik van 10 tot 35 °C en voor opslag van -30 tot 70 °C. De thermo-elektrische koeler kan binnen het opgegeven bedrijfsbereik werken tot 40 °C onder de omgevingstemperatuur en bereikt binnen minder dan één minuut ±0,5 °C van de gekozen temperatuur, met een typische langetermijnstabiliteit van ±0,1 °C. Na inschakelen of een plotselinge verandering van de omgevingstemperatuur is nog steeds een korte opwarmperiode nodig. De relatieve luchtvochtigheid moet tussen 0 en 85% blijven zonder condensatie, en de installatiehoogte is beperkt tot 2.000 m. Bijzonder zorgvuldigheid is nodig bij het kiezen van een lage detectorinstelwaarde, omdat het bereiken van het lokale dauwpunt condensatie in de meetomgeving kan veroorzaken.

De high-gain NR-512-1.7 is binnen deze serie de relevante configuratie voor Raman-signalen met lage intensiteit die worden opgewekt met excitatie van 1064 nm. Het nominale bereik van 900–1700 nm omvat zowel de excitatiegolflengte als de Raman-respons op langere golflengten, terwijl elektronische versterking de beschikbare responsiviteit voor zwakke pieken verhoogt. Dit voordeel gaat gepaard met een lagere SNR per scan van 2.800:1 en een kleiner dynamisch bereik van 12.000:1 ten opzichte van het standard-gain-model. Een sterke achtergrond of een te lange integratietijd kan daardoor eerder tot verzadiging leiden. Ook de optische filter-, probe-, vezel- en laseronderdrukkingsconfiguratie moet als een volledig Raman-systeem worden gekozen, in plaats van detectorversterking als enige ontwerpparameter te beschouwen.

Installeer de besturingssoftware en drivers voordat u de spectrometer via USB aansluit op een Windows-host. Voor de NR Series is OceanView versie 2.0.15 of hoger vereist, en de unit moet via de voedingsingang +5 VDC ontvangen voordat de opstartprocedure kan worden voltooid. Een continu brandende rode status-led geeft de voeding aan, terwijl een knipperende groene led de gegevensoverdracht aangeeft. Elke unit wordt geleverd met kalibratiebladen voor golflengte en lineariteit; deze moeten bij de instrumentdocumentatie worden bewaard. Jaarlijkse herkalibratie van de golflengte wordt aanbevolen, met aanvullende kalibratie-intervallen op basis van het kwaliteitssysteem, de bedrijfsomgeving en het meetrisico. Absolute instralingskalibratie is daarnaast vereist wanneer de toepassing traceerbare radiometrische waarden vraagt in plaats van relatieve spectrale intensiteit.