Cách lựa chọn Buồng quang học phù hợp cho Máy phân tích quang phổ

Máy phân tích quang phổ thực hiện phân tích vùng Phổ phát xạ từ vùng tử ngoại xa (vùng DUV, khoảng 120 nm) đến vùng hồng ngoại gần (khoảng 800nm). Tuy nhiên, các đặc tính của phổ và các điều kiện tiên quyết để phân tích tốt rất khác nhau giữa các vùng phát xạ. Càng đi sâu vào vùng UV, độ nhiễm bẩn càng nhạy hơn với sự hấp thụ của các tạp chất như hơi ẩm, oxy hoặc hydrocacbon trong khí quyển. Do đó, để phân tích tốt, bắt buộc môi trường của buồng quang học phải hoàn toàn trơ, đặc biệt là trong vùng UV của quang phổ. Điều này đòi hỏi phần này phải được lấp đầy hoàn toàn bằng khí trơ (chẳng hạn như Argon) hoặc được giữ trong chân không cao. Điều này sẽ đảm bảo ánh sáng không bị hấp thụ và các phép phân tích được thực hiện một cách hoàn hảo nhất.

Hiệu suất của Máy phân tích quang phổ (OES) - xét về giới hạn phát hiện tín hiệu thì độ chính xác tỷ lệ thuận với độ phân giải của nó. Độ phân giải càng tốt thì tất cả các chỉ số đầu ra này càng tốt. Và độ phân giải phụ thuộc vào ba thông số chính:

  • Mật độ vạch cách tử: mật độ vạch cách tử càng cao, sự phân bố quang học càng rộng.
  • Chiều dài tiêu cự quang học: Tiêu cự càng dài thì quang phổ càng rộng.
  • Mật độ điểm ảnh (Đối với chip CMOS/CCD): Mật độ điểm ảnh càng cao, độ phân giải càng tốt.

Khi một OES được thiết kế, thì độ phân giải của thiết bị là yêu cầu quan trọng nhất. Khi những máy quang phổ đầu tiên được tạo ra, các cách tử thậm chí không vượt quá 1.000 vạch/mm. Kết quả là, các nhà thiết kế phải sử dụng độ dài tiêu cự rất lớn (dài 1-3 mét) để đạt được độ phân giải mong muốn. Việc này dẫn đến buồng quang học phải có kích thước lớn. Vì buồng quang học có kích thước lớn nên việc thực hiện bơm khí Argon để lấp đầy không gian buồng là điều không thể và nếu thực hiện được thì tiêu thụ rất nhiều khí dẫn đến tốn kém chi phí rất lớn. Do đó, việc lựa chọn môi trường chân không cao cho buồng có kích thước lớn được xem như mặc định.
Sau này, dù cách tử đã được cải thiện và ít chiếm diện tích hơn tuy nhiên máy phân tích quang phổ PMT vẫn có diện tích lớn do cần nhiều PMT nên vẫn phải thực hiện bơm chân không cho buồng quang học.

Sự ra đời của Máy phân tích quang phổ dùng chip CMOS/CCD đã cải thiện rất nhiều so với máy phân tích quang phổ PMT. Máy quang phổ CMOS/CCD thường chứa 2.000 đến 3.800 pixels tương ứng với 2.000 đến 3.800 line quang phổ riêng biệt. Tương tự như vậy, những máy phân tích quang phổ này cũng sử dụng các cách tử có mật độ vạch cao hơn, kích thước cũng nhỏ gọn hơn. Vì vậy, máy phân tích quang phổ CMOS/CCD có thể tích buồng rất nhỏ gọn nên ta có thể sử dụng khí Argon để lấp đầy cho buồng khi thực hiện phân tích hoặc cũng có thể sử dụng phương pháp bơm chân không cao.

Vậy ta nên chọn phương pháp bơm khí Argon hay bơm chân không cao?

Buồng quang học với khí Argon vượt trội hơn so với Buồng quang học chân không nhờ vào ba yếu tố chính sau:
1. Chi phí:
Buồng quang học chân không đòi hỏi phải có một hệ thống bơm chân không lớn được kết nối với buồng quang học làm cho chi phí tăng lên đáng kể. Bên cạnh đó, việc này cũng làm cho thiết bị tiêu thụ năng lượng cao hơn và tiêu hao vật tư nhiều hơn (dầu trong hệ thống bơm chân không phải thay vài tháng một lần). Ngoài ra, cần phải bảo trì liên tục để tránh những hư hỏng khác.
2. Thời gian để thiết bị được ổn định:
Máy phân tích quang phổ CMOS/CCD sử dụng buồng quang học được bơm khí Argon vào/ra giúp cho thiết bị được ổn định trong thời gian rất ngắn. Đối với hầu hết các thiết bị, thời gian ổn định là dưới một giờ ngay cả khi tắt lạnh máy nhiều ngày. Mặt khác, buồng quang học chân không mất nhiều thời gian hơn vì thời gian tạo chân không có thể mất vài giờ đối với các thiết bị có thể tích lớn.
3. Rủi ro đối với thiết bị:
Buồng quang học khí Argon ít gây rủi ro cho thiết bị. Còn đối với buồng quang học chân không, vấn đề thường xuyên xảy ra là "dòng chảy ngược" của dầu từ bơm chân không vào buồng quang học. Dòng chảy ngược như vậy gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho buồng quang học và để sửa chữa vấn đề này đòi hỏi thời gian ngừng hoạt động của thiết bị rất dài ngày với chi phí lớn.

MOSS siêu tiết kiệm

Tornado CMM

Metavision 1008i3

Tornado CMM

Metavision 1008i

Tornado CMM

Metavision 108N series

Tornado CMM

Metavision 108M

Tornado CMM

Metavision 10008X

Tornado CMM

hotline