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提高光譜儀的校準精度

更新時間:2024-02-26      點擊次數(shù):1433

提高光譜儀的校準精度

光譜輻射計的精度取決于各種因素,包括其光學、機械和電子設(shè)計,以及生產(chǎn)公差。儀器的校準是實現(xiàn)精確光譜測量的另一個關(guān)鍵因素。在本文中,Admesy介紹了一種新的校準概念,該概念有望提高光譜輻射計的精度。

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光譜輻射計的校準過程包括四個步驟,絕對校準是最后一步,也是重要的一步。為了實現(xiàn)可追溯和絕對校準,使用鹵素燈作為參考標準。這些燈由著名的國家計量機構(gòu)校準,如美國NIST或德國PTB。然而,與校準數(shù)據(jù)相關(guān)的不確定性一直是頂級光譜輻射儀實現(xiàn)高精度的限制因素。Admesy開發(fā)了一種校準燈來解決這個問題,旨在減少校準數(shù)據(jù)的不確定性,并在光譜輻射測量中實現(xiàn)更高的精度。

光譜輻射計校準 4 個步驟

在光譜輻射計的校準過程中,執(zhí)行以下四個步驟:

暗電流噪聲補償

第一步涉及補償暗電流噪聲。這可以通過兩種方法實現(xiàn):使用快門進行暗測量或利用算法方法。Admesy提供專門的算法解決方案,確保補償暗電流噪聲的速度和準確性。此外,Neo Prometheus 光譜儀還配備了機械快門,為用戶提供了實現(xiàn)精確校準的替代選擇。

線性度校準

第二步側(cè)重于校準線性度,以確保在低信號電平和高信號電平下都能進行準確的測量。題Neo 光譜儀如何大幅提高濾光片質(zhì)"的案例研究進一步深入探討了良好線性度校準的重要性。

波長校準

第三步涉及使用具有已知光譜線的峰值光源校準波長。這種光源的例子包括鎘、氪、汞、氬等。

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絕對校準

最后一步是絕對校準??勺匪莸男蕵藴?,如鹵素校準燈,用于此目的。PTB等計量機構(gòu)測量校準燈并提供定量數(shù)據(jù),包括測量不確定度。在可追溯光譜輻射計校準的過程中,所有的不確定性都會累積起來。由于校準燈的定量數(shù)據(jù)和固有不確定度處于校準鏈的初始階段,儀器的最終精度最終受到可追溯校準燈的不確定度的限制。

例如,在計算光譜輻射計亮度校準的不確定度預算時,發(fā)現(xiàn)除燈相關(guān)參數(shù)外,其他參數(shù)的不確定度略小0.5%。另一方面,與燈相關(guān)的不確定性相對較高,約2.5%。因此,減少與燈相關(guān)的不確定度可以顯著提高校準光譜輻射計的精度。

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傳統(tǒng)校準燈的特點和局限性

在傳統(tǒng)的校準裝置中,一盞燈通過一個可調(diào)節(jié)的光圈將光發(fā)射到一個積分球上。球體的目的是在后方開口處產(chǎn)生均勻的光輸出。在每次校準測量之前,使用亮(Y)傳感器來調(diào)整光輸出水平。

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為了達到高精度,計量機構(gòu)采用掃描光譜儀進行校準過程。這種測量通常需要大8個小時才能完成。在整個測量過程中,光源的光譜經(jīng)歷了兩個變化。首先,光源的亮度隨著時間的推移逐漸增加,因為燈絲燃燒并變得更薄,導致光輸出升高。其次,當燈絲燃燒時,它會變得更熱,導致燈的光譜傾(稱為藍色漂)。

第一個效應是通過在校準過程的開始和結(jié)束時平均亮度來解決的。

然而,第二種影響沒有被考慮在內(nèi),導致了相對較高的不確定性。隨著時間的推移,燈的光譜功率分布不可避免地會發(fā)生變化,這就是校準光源只能使用大50小時的原因。這件事需要解決。

鹵素校準燈的另一個缺點是它們在短波()區(qū)域的能量輸出較低。因此,這導致對較短波長的雜散光干涉的敏感性較高。

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Admesy Crius鹵素校準光:增強的功能和性能

Admesy Crius鹵素校準光源為傳統(tǒng)校準光源的固有局限性提供了解決方案。這種創(chuàng)新的設(shè)備不依賴于單個亮(Y)傳感器,而是利用三個傳感器,每個傳感器都配備了多個帶通接收。

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Admesy利用其在濾片涂層方面的豐富經(jīng)驗,開發(fā)了這些多通道帶通傳感器。這項技術(shù)的進步使波長傾()隨時間的監(jiān)測和校正成為可能,從而大大降低了在整個燈的典50小時使用壽命期間校準數(shù)據(jù)的不確定性。此外,改進的設(shè)計允許超50小時的長時間使用,有效地降低了與校準燈相關(guān)的總體成本。此外,三個傳感器設(shè)置提供冗余,確保高度精確的傾斜校正。

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為了解決不利的光譜功率分布的鹵素燈,一個定制藍色增"濾片被實施。該濾片有效地將()()波長之間的能量比從6倍降低到大2倍。因此,實現(xiàn)了更好的信噪比,很大限度地減少了短波長區(qū)域雜散光的影響。這種增強顯著提高了校準光源的整體性能。

校準的突:與傳統(tǒng)方法相比,Admesy的增強方法

Admesy推出了突破性的校準概念,超越了傳統(tǒng)校準光源的限制。這種創(chuàng)新的方法解決了校準的所有主要方面,從而大大降低了不確定性,并大大提高了光譜輻射計的可實現(xiàn)精度。2024年開始,這種校準概念將應用AdmesyNeoPrometheus光譜儀,為用戶提供比現(xiàn)有解決方案更明顯的優(yōu)勢。

優(yōu)先使Crius鹵素校準光源

此外,一組精選用戶將有機會訪Crius鹵素校準光源,該光源采用了這種革命性的校準技術(shù)。這不僅可以在生產(chǎn)設(shè)施中驗證光譜儀,還可以簡化其內(nèi)部校準過程。如果您有興趣了解更多或希望成為這個體驗用戶組的一員,請盡快與我們聯(lián)系。


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