الفرق بين أجهزة قياس الطيف الضوئي أحادية الشعاع ومقاييس الطيف الضوئي المزدوجة الشعاع

تقيس أجهزة قياس الطيف الضوئي شدة الضوء كدالة للطول الموجي وتستخدم عادة لقياس تركيز مركب في محلول مائي.اعتمادًا على نوع مقياس الطيف الضوئي، يمكن تحليل أطوال موجية مختلفة للضوء.

في حين أن نطاق الطول الموجي وحدود الكشف هما بلا شك أهم العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار مقياس الطيف الضوئي المناسب، إلا أن هناك معايير مهمة أخرى مثل:

1.كثافة أو شكل أو حجم المنتج الذي ترغب في قياسه

2. نطاق العمل التحليلي

3.Sample الإنتاجية

4. جودة البيانات

5.خيارات طريقة قابلة للتخصيص و/أو تم تكوينها مسبقًا

6. وقت القياس

هناك نوعان رئيسيان من أجهزة قياس الطيف الضوئي: شعاع واحد وشعاع مزدوج.وكما تشير أسمائهم، فإن الاختلاف الرئيسي بين الجهازين هو عدد أشعة الضوء المستخدمة في التحليل.

شعاع واحد

في مقياس الطيف الضوئي أحادي الحزمة، تمر جميع موجات الضوء القادمة من مصدر الضوء عبر العينة كشعاع واحد.يتم توحيد الأداة عن طريق وضع مرجع في حامل العينة، ويتم طرح القيمة الناتجة من قياسات العينة اللاحقة لإزالة التأثيرات من المذيب والخلية.إن حساسية الكشف عن شعاع الضوء بعد مروره عبر العينة عالية لأنه يستخدم شعاع ضوء غير منقسم، وبالتالي توجد طاقة عالية في جميع أنحاء العينة.

يمكن لأجهزة قياس الطيف الضوئي للأشعة فوق البنفسجية أحادية الشعاع القياس في نطاق الطول الموجي من 190 إلى 750 نانومتر، على الرغم من أن بعضها يصل إلى 1100. تعتبر منطقة الأشعة فوق البنفسجية، التي تعتبر أي طول موجي أقل من 340 نانومتر، مفيدة لقياس الأحماض النووية والبروتينات النقية وغيرها. الجزيئات العضوية، على سبيل المثال.

شعاع مزدوج

على العكس من ذلك، ينقسم الضوء القادم من مصدر مقياس الطيف الضوئي مزدوج الشعاع إلى شعاعين، حيث يمر أحدهما فقط عبر العينة والآخر يمر عبر المرجع فقط.يتم تقسيم كل شعاع أحادي اللون بدوره إلى شعاعين متساويين في الكثافة بواسطة جهاز نصف مرآة.تمر إحدى الحزم، وهي حزمة العينة، عبر كفيت يحتوي على محلول المركب الذي تتم دراسته في مذيب شفاف.أما الشعاع الآخر، المرجع، فيمر عبر كفيت مماثل يحتوي على المذيب فقط.يتم بعد ذلك قياس شدة أشعة الضوء هذه بواسطة أجهزة كشف إلكترونية ومقارنتها.توفر مقاييس الطيف الضوئي مزدوجة الشعاع عادةً نطاق قياس يتراوح بين 190 إلى 1100 نانومتر.

على الرغم من أنها لا تعتبر نوعًا إضافيًا من أجهزة قياس الطيف الضوئي، إلا أن الأجهزة ذات الشعاع المنقسم تشبه مقاييس الطيف الضوئي ذات الشعاع المزدوج.ومع ذلك، بدلاً من ذلك، يعتمدون على مقسم الشعاع الذي يبدل مسار الضوء بسرعة بين المرجع والعينة أثناء استخدام كاشف واحد.

المميزات والعيوب

في حين أن مقاييس الطيف الضوئي ذات الشعاع المزدوج هي الخيار الأكثر شيوعًا في المختبرات الحديثة اليوم، إلا أنه لا تزال هناك بعض المزايا لمقاييس الطيف الضوئي ذات الشعاع الواحد.تعد فعالية التكلفة لمقاييس الطيف الضوئي أحادية الحزمة هي أكبر فائدة، فضلاً عن أنها أصغر حجمًا مقارنة بمقاييس الطيف الضوئي الأخرى.تُظهر مقاييس الطيف الضوئي أحادية الحزمة أيضًا حساسية عالية للكشف بسبب إنتاجية الطاقة العالية الناتجة عن عدم انقسام حزمة المصدر.

من ناحية أخرى، إذا كان التطبيق يتطلب الاستقرار، فقد لا يكون مقياس الطيف الضوئي أحادي الحزمة هو الخيار الأفضل لأن الجهاز لا يعوض الاضطرابات مثل تقلبات الدوائر الإلكترونية، أو تقلبات الجهد، أو عدم استقرار المكونات الميكانيكية، أو الانجراف في طاقة الضوء مصادر.مثل هذه الانجرافات تسبب تقلبات غير طبيعية في النتائج.2

وفي الوقت نفسه، تسمح أداة الشعاع المزدوج بالتعويض عن تقلبات طاقة المصدر، مما يحسن بشكل كبير الإشارة إلى الضوضاء والتوسيع لتخفيف عينات المحاليل والقياسات بالغازات.

بشكل عام، تعمل مقاييس الطيف الضوئي ذات الشعاع المزدوج بشكل أسرع وتوفر نتائج أكثر قابلية للتكرار لأنها تؤدي تصحيحًا تلقائيًا لفقد شدة الضوء أثناء مرور الشعاع عبر العينة والمحلول المرجعي.بالإضافة إلى ذلك، لا يتوفر سوى وقت قليل أو لا يوجد وقت لتسخين المصباح، الأمر الذي لا يساعد فقط على تحسين إنتاجية النتائج ولكن أيضًا يحافظ على عمر المصباح.

تُعد مقاييس الطيف الضوئي ذات الشعاع المزدوج أكثر تكلفة بكثير من إصدارات الشعاع الواحد، على الرغم من أن تكلفة عمر الجهاز يمكن تقليلها عند أخذ الحديث عن عمر المصباح في الاعتبار.