Mid-IR-Spektrometer: Anwendungshinweis zur Infrarot-Absorptions-"Fingerabdruck"-Erkennung
Das mittlere IR-Regime weist nachweislich reiche Absorptions-„Fingerabdrücke“ von Materialien auf, was durch Benchtop-Messwerkzeuge wie das Fourier-Transformations-Infrarotspektrometer (FTIR) nachgewiesen wurde. Wavelength Opto-Electronic (WOE) hat die Fähigkeit etabliert, ein tragbares Absorptionsspektrometer in diesem Regime zu entwerfen und zu bauen. Die primären Ziele sind eine schnelle Vor-Ort-Identifizierung von Materialien durch Benutzer mit minimaler Schulung.
Funktionsprinzip
Das Prinzip des Spektrometers basiert auf reflexionsbasierter Infrarotspektroskopie, wie in Abbildung 1 gezeigt. Das Mid-IR-Spektrometer besteht aus a) einer Lichtquelle und Detektoreinheit, b) einem flexiblen Sensorkopf und c) einer grafischen Benutzeroberfläche ( GUI) zum Bedienen, Steuern und Verarbeiten erfasster Daten.
Die wichtigsten Spezifikationen des Mid-IR-Spektrometers sind unten aufgeführt. Im Vergleich zu ähnlichen tragbaren Produkten auf dem Markt hat unser entwickeltes Gerät einen breiteren Spektralbereich.
Die reflektierende Fasersonde besteht aus Chalkogenidglas. Die größte Herausforderung bei seinem Design ist die effiziente Kopplung des Beleuchtungs- und Sammelstrahls, wie in Abbildung 2 gezeigt.
Das gesamte Messgerät und die hergestellte Fasersonde sind in Abbildung 3 dargestellt. Der Detektor wird unter Verwendung des NIST-Rückverfolgbarkeitstestziels kalibriert. Die spektrale Abdeckung kann durch die Auswahl alternativer LEDs abgestimmt werden. Die spektrale Auflösung kann durch die Auswahl verschiedener Schrittmotoren angepasst werden.
Anwendungen
Das tragbare Mid-IR-Spektrometer kann in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden, wie zum Beispiel:
- Analyse der Lebensmittelqualität
- In-situ-Überwachung zur Prozesskontrolle
- Fernanalyse von Gasen und Dämpfen
- Untersuchung von Schadstoffen
Dieses Gerät bietet auch eine Plattform zur Durchführung von Datenbankentwicklungen und spektralem Training auf Basis künstlicher Intelligenz im mittleren IR-Bereich.
