+ All Categories
Home > Documents > Sediul social:Str. Maica Domnului nr.14,Bl.T 52,ap.12 ... fotomultiplicatori.pdf · Elementele...

Sediul social:Str. Maica Domnului nr.14,Bl.T 52,ap.12 ... fotomultiplicatori.pdf · Elementele...

Date post: 30-Aug-2019
Category:
Upload: others
View: 8 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
7
Sediul social:Str. Maica Domnului nr.14,Bl.T 52,ap.12 Adresa biroului: Str. Leonida nr. 13, sector 2 Sector 2, 023721, BUCURESTI Tel. 6191189 RO-020555, BUCURESTI Tel/Fax 021/212 48 75 ; 004/021/619 11 86; www.labor-soft.ro 0722 511 389 ; 0741 038 830 [email protected] RC: J40/8346/1998 ; CUI : RO10931138; IBAN: RO27 RNCB 0078 0070 7477 0001, BCR- Suc.Stefan cel Mare; Capital social 1000 lei IBAN: RO37 TREZ 7025 069XXX000539, Trezorerie sector 2 IBAN: RO82 BTRL 0440 1202 A034 37XX, Banca Transilvania Ag. St. cel Mare COMPARATIE INTRE PERFORMANTELE FOTOMULTIPLICATORILOR SI CELE ALE SEMICONDUCTORILOR CU SILICIU (CCD) Pentru un spectrometru portabil este deosebit de important ca sonda de scanteiere sa fie cuplata de aparat, prin intermediul unui cablu optic cu putere de transmisie exceptionala, mai ales in domeniul ultravioletelor. Chiar si in acest caz, in functie de lungimea cablului sau de lungimea de unda apare o pierdere de intensitate luminoasa. Pentru a se putea exploata cu un randament cat mai ridicat intensitatea luminoasa ramasa, cea mai buna solutie este utilizarea fototuburilor, numite si fotomultiplicatori. Fotomultiplicator R300, Hamatsu Pentru un fotomultiplicator alimentat optim cu inalta tensiune este usor sa se obtina un factor de amplificare real de 10 6. Astfel se atinge un randament foarte ridicat, ceea ce implica o limita de detectie exceptionala pentru toate elementele, chiar si pentru acelea cu radiatia caracteristica cu lungimi de unda scurte, cum ar fi, de exemplu, C, P, S, B, As si Ca. Sistemele cu cipuri (CCD ) aparute in ultima perioada, se deosebesc in multe privinte de detectorii mentionati.
Transcript
Page 1: Sediul social:Str. Maica Domnului nr.14,Bl.T 52,ap.12 ... fotomultiplicatori.pdf · Elementele Peltier care se introduc in spectrometrele mobile nu pot raci CCD-urile, ci previn doar

Sediul social:Str. Maica Domnului nr.14,Bl.T 52,ap.12 Adresa biroului: Str. Leonida nr. 13, sector 2 Sector 2, 023721, BUCURESTI Tel. 6191189 RO-020555, BUCURESTI Tel/Fax 021/212 48 75 ; 004/021/619 11 86; www.labor-soft.ro 0722 511 389 ; 0741 038 830 [email protected] RC: J40/8346/1998 ; CUI : RO10931138; IBAN: RO27 RNCB 0078 0070 7477 0001, BCR- Suc.Stefan cel Mare; Capital social 1000 lei IBAN: RO37 TREZ 7025 069XXX000539, Trezorerie sector 2 IBAN: RO82 BTRL 0440 1202 A034 37XX, Banca Transilvania Ag. St. cel Mare

COMPARATIE INTRE PERFORMANTELE FOTOMULTIPLICATORILOR SI CELE ALE SEMICONDUCTORILOR CU SILICIU (CCD)

Pentru un spectrometru portabil este deosebit de important ca sonda de scanteiere sa fie cuplata de aparat, prin intermediul unui cablu optic cu putere de transmisie exceptionala, mai ales in domeniul ultravioletelor. Chiar si in acest caz, in functie de lungimea cablului sau de lungimea de unda apare o pierdere de intensitate luminoasa.

Pentru a se putea exploata cu un randament cat mai ridicat intensitatea luminoasa ramasa, cea mai buna solutie este utilizarea fototuburilor, numite si fotomultiplicatori.

Fotomultiplicator R300, Hamatsu

Pentru un fotomultiplicator alimentat optim cu inalta tensiune este usor sa se obtina un factor de amplificare real de 106. Astfel se atinge un randament foarte ridicat, ceea ce implica o limita de detectie exceptionala pentru toate elementele, chiar si pentru acelea cu radiatia caracteristica cu lungimi de unda scurte, cum ar fi, de exemplu, C, P, S, B, As si Ca.

Sistemele cu cipuri (CCD ) aparute in ultima perioada, se deosebesc in multe privinte de detectorii mentionati.

Page 2: Sediul social:Str. Maica Domnului nr.14,Bl.T 52,ap.12 ... fotomultiplicatori.pdf · Elementele Peltier care se introduc in spectrometrele mobile nu pot raci CCD-urile, ci previn doar

Sediul social:Str. Maica Domnului nr.14,Bl.T 52,ap.12 Adresa biroului: Str. Leonida nr. 13, sector 2 Sector 2, 023721, BUCURESTI Tel. 6191189 RO-020555, BUCURESTI Tel/Fax 021/212 48 75 ; 004/021/619 11 86; www.labor-soft.ro 0722 511 389 ; 0741 038 830 [email protected] RC: J40/8346/1998 ; CUI : RO10931138; IBAN: RO27 RNCB 0078 0070 7477 0001, BCR- Suc.Stefan cel Mare; Capital social 1000 lei IBAN: RO37 TREZ 7025 069XXX000539, Trezorerie sector 2 IBAN: RO82 BTRL 0440 1202 A034 37XX, Banca Transilvania Ag. St. cel Mare

Detector CCD ILX511, Sony

Un CCD este un semiconductor cu Si cu o sensibilitate limitata la lumina si care, in plus, in domeniul ultravioletului indepartat este practic orb. Astfel, randamentul total al intensitatii luminoase, este, in comparatie cu fotomulticatorii, de cateva ordine de marime mai prost. Mai ales la spectrometrele mobile, unde cablul optic deja duce la o pierdere a intensitatii luminoase, este foarte important ca detectorii sa fie foarte sensibili la intensitatea luminoasa ramasa. Daca totusi se utilizeaza un CCD, rezultatul este ca limitele de detectie sunt pana la de 100 de ori mai slabe in comparatie cu cele ale fotomultiplicatorilor.

Printr-o amplificare ulterioara, nu se poate obtine decat marirea in acelasi timp si a zgomotului de fond, fara a se putea corecta raportul intre linie si baza.

Un exemplu tipic este acela al sistemultul BELEC cu fotomultiplicatori, pentru care, in cazul majoritatii elementelor, limita de detectie este 10 – 20 ppm. Spre deosebire de fotomultiplicatori, limitele de detectie ale sistemelor cu CCD se afla la cca. 500 – 1000 ppm.

Asemenea limite sunt inacceptabile pentru pretentiile la calitate pe care le are firma BELEC.

Mai exista insa si alte dezavantaje ale folosirii CCD-urilor intr-un spectrometru. Ca, de exemplu, necesitatea aplicarii in procesul de fabricatie a CCD-ului a unui strat de substanta organica. Acesta trebuie utilizat deoarece CCD-urile existente in momentul de fata, sunt insensibile sub 250 nm, astfel neputandu-se masura fara acest strat organic elementele cu lungimi de unda mici cum ar fi, de exemplu, carbonul.

Acest strat se alege astfel incat, la iradierea in domeniul ultravioletului indepartat sa emita o radiatie de fluorescenta, radiatie care are lungimea de unda dubla fata de cea incidenta, lungime de unda care de data aceasta poate fi detectata.

Efectul acestei dublari a lungimii de unda este ca se pierde inca o jumatate din intensitatea luminii deja slabite.

Page 3: Sediul social:Str. Maica Domnului nr.14,Bl.T 52,ap.12 ... fotomultiplicatori.pdf · Elementele Peltier care se introduc in spectrometrele mobile nu pot raci CCD-urile, ci previn doar

Sediul social:Str. Maica Domnului nr.14,Bl.T 52,ap.12 Adresa biroului: Str. Leonida nr. 13, sector 2 Sector 2, 023721, BUCURESTI Tel. 6191189 RO-020555, BUCURESTI Tel/Fax 021/212 48 75 ; 004/021/619 11 86; www.labor-soft.ro 0722 511 389 ; 0741 038 830 [email protected] RC: J40/8346/1998 ; CUI : RO10931138; IBAN: RO27 RNCB 0078 0070 7477 0001, BCR- Suc.Stefan cel Mare; Capital social 1000 lei IBAN: RO37 TREZ 7025 069XXX000539, Trezorerie sector 2 IBAN: RO82 BTRL 0440 1202 A034 37XX, Banca Transilvania Ag. St. cel Mare

In continuare se pune intrebarea cat timp acest strat subtire organic isi poate mentine eficacitatea intr-un aparat mobil care este supus variatiiei conditiilor atmosferice.

Nu exista cercetari in ceea ce priveste efectele in timp ale variatiilor de temperatura si umiditate asupra fiabilitatii aparatelor cu CCD, respectiv asupra mentinerii constante a parametrilor initiali.

Un alt aspect demn de a fi mentionat este temperatura. Un CCD semiconductor cu Si are din pacate dezavantajul ca la temperatura camerei prezinta un zgomot de fond ridicat care, in plus, mai este dependent si de variatiile de temperatura. Acest dezavantaj poate fi compensat bineinteles prin racire : pentru a reduce zgomotul la jumatate, in mod normal, el se raceste la cca. +1 sau + 2°C, ceea ce se si recomanda intotdeauna in industria semiconductorilor.

Elementele Peltier care se introduc in spectrometrele mobile nu pot raci CCD-urile, ci previn doar supraincalzirea, ceea ce are ca urmare ca spectrometrul este supus variatiilor de temperatura, iar zgomotul de fond ridicat este pur si simplu acceptat ca atare in lipsa existentei unei solutii reale.

Este un argument deseori repetat de catre adeptii acestui sistem ca el reprezinta o tehnologie moderna, novatoare si avantajoasa, insa in realitate, avantajul este unul singur, si el nu este de partea utilizatorului, ci de partea producatorului, costurile de productie ale aparaturii fiind cu mult mai scazute in acest caz.

Din acest motiv firma Belec nu ofera aparate cu tehnica CCD, care la stadiul de astazi de dezvoltare a tehnologiei semiconductorilor, reprezinta pentru client, din punct de vedere analitic, cativa pasi inapoi si mai este, in plus, grevata si de dezavantajele prezentate mai sus.

Astfel, spectrometrele portabile Belec cu fotomultiplicatori si cu optica de inalta rezolutie reprezinta solutii analitice care, cu execeptia limitelor de detectie, rivalizeaza fara nici o exagerare, cu aparatele mari de laborator.

Avantaje ale sondei Belec P+S

Spre deosebire de sondele unor firme concurente, sonda speciala P+S produsa de Belec care contine si ea un spectrometru in miniatura, dar acesta este integrat compact in sonda, ceea ce este o conditie pentru o precizie inalta.

Page 4: Sediul social:Str. Maica Domnului nr.14,Bl.T 52,ap.12 ... fotomultiplicatori.pdf · Elementele Peltier care se introduc in spectrometrele mobile nu pot raci CCD-urile, ci previn doar

Sediul social:Str. Maica Domnului nr.14,Bl.T 52,ap.12 Adresa biroului: Str. Leonida nr. 13, sector 2 Sector 2, 023721, BUCURESTI Tel. 6191189 RO-020555, BUCURESTI Tel/Fax 021/212 48 75 ; 004/021/619 11 86; www.labor-soft.ro 0722 511 389 ; 0741 038 830 [email protected] RC: J40/8346/1998 ; CUI : RO10931138; IBAN: RO27 RNCB 0078 0070 7477 0001, BCR- Suc.Stefan cel Mare; Capital social 1000 lei IBAN: RO37 TREZ 7025 069XXX000539, Trezorerie sector 2 IBAN: RO82 BTRL 0440 1202 A034 37XX, Banca Transilvania Ag. St. cel Mare

De asemenea sonda Belec nu are furtunuri detasate, care in rutina aspra risca sa fie deteriorate. Sistemul compact de sonda plus cabluri in care este integrat si cablul optic si alimentarea cu argon si comanda aparatului are avantajul ca la deculparea conectorului unic, sistemul de masurare ramane intr-o stare necontaminata cu aer, fiind utilizabil imediat fara alte pregatiri. Acest sistem simplifica mult si service-ul deoarece se poate verifica aparatul cu alta sonda, astfel defectiunea putand fi identificata mult mai rapid. De asemenea daca defectiunea este in sonda, aceasta poate fi transportata sau inlocuita foarte usor datorita greutatii ei mici.

Avantajele sondei pentru aer

Sondele combinate care pot sa lucreze si in regim de alimentare cu argon si in aer sunt mult mai greu de manipulat in cazul analizelor in aer decat sonda pentru aer Belec. Aceasta din urma este foarte mica si usoara, iar operatorului, care trebuie sa faca sute de scanteieri zilnic, ii oboseste mana mai greu, neriscand astfel masuratori eronate.

Belec foloseste o calibrare corecta cu curbe de calibrare complete la fel cum se procedeaza in cazul sondelor cu argon sau in cazul spectrometrelor stationare. Astfel se obtine precizia maxima care poate fi atinsa prin scanteiere in aer.Spectrometrele CCD ale concurentei utilizeaza doar o comparatie de intensitati luminoase pentru identificarea marcilor, pentru care este suficient un software ieftin, iar precizia determinarilor in aer nici nu se poate apropia de aceea a sondelor Belec.

In plus la spectrometrele CCD, pentru compensarea nesigurantei se utilizeaza mai multe linii pentru un element. Acest lucru poate sa duca la indecizii mai ales in cazul verificarilor pentru sortare. Indecizia consta in faptul ca semnalul pentru o anumita linie poate sa fie in afara tolerantei admise, in timp ce semnalul pentru alta linie a aceluiasi element sa indice o concentratie corecta. Programele soft ale unoir firme concurente nu ofera in asemenea cazuri nici un sprijin iar decizia ramane efectiv la latitudinea operatorului, care, in general, din comoditate, trece peste problema lasand neevidentiate eventualele erori.

Belec Compact Port are trei programe speciale pentru verificari rapide, toate fiind foarte usor de inteles si de operat:

VP – verificare prin comparatie cu o proba de referinta. Tolerantele masuratorilor fata de proba de referinta sunt setabile pentru fiecare element individual. Astfel pot fi verificate incadrari in limite foarte stranse impuse de specificul clientului , facilitate care permite chiar si deosebirea a doua sarje diferite din acelasi material.

Page 5: Sediul social:Str. Maica Domnului nr.14,Bl.T 52,ap.12 ... fotomultiplicatori.pdf · Elementele Peltier care se introduc in spectrometrele mobile nu pot raci CCD-urile, ci previn doar

Sediul social:Str. Maica Domnului nr.14,Bl.T 52,ap.12 Adresa biroului: Str. Leonida nr. 13, sector 2 Sector 2, 023721, BUCURESTI Tel. 6191189 RO-020555, BUCURESTI Tel/Fax 021/212 48 75 ; 004/021/619 11 86; www.labor-soft.ro 0722 511 389 ; 0741 038 830 [email protected] RC: J40/8346/1998 ; CUI : RO10931138; IBAN: RO27 RNCB 0078 0070 7477 0001, BCR- Suc.Stefan cel Mare; Capital social 1000 lei IBAN: RO37 TREZ 7025 069XXX000539, Trezorerie sector 2 IBAN: RO82 BTRL 0440 1202 A034 37XX, Banca Transilvania Ag. St. cel Mare

GP - verificarea incadrarii in tolerantele unei anumite marci. Daca apare o deviere de la norma, operatorului i se indica o a doua scanteiere pentru a se confirma neincadrarea in norma. Dupa confirmare este afisata automat marca constatata.

QP - verificarea calitatii prin comparatie cu o proba de referinta, utilizandu-se semnele (+) si (-) pentru “acceptat” sau “respins” afisate foarte mari pe ecran, astfel incat operatorul sa poata vedea rezultatul scanteierii de la distanta, fara sa se deplaseze pana la ecranul spectrometrului. Aceasta facilitate nu exista decat la Belec. In plus, se pot face calibrari “ de casa “ pentru anumite tipuri de materiale, mai speciale, caracteristice unei anumite productii.

Versiuni de software

Astazi mai exista inca multi muncitori care nu au calculator sau care nu au operat niciodata pe un calculator. Asemenea personal care de multe ori este insarcinat cu verificarile pentru sortare, are depasit de multiplele optiuni ale unui program bazat pe Windows. Multi muncitori gasesc ca este dificil chiar si sa navighezi printr-un meniu. Din aceasta cauza Belec a instalat pe langa software-ul bazat pe Windows si soft-ul Belec bazat pe DOS cu butoane speciale pentru comenzi, usor de inteles si simplu de operat. Aceste verificari pentru sortare pot fi facute cu soft-ul Belec DOS fara nici o limitare a functionalitatilor. Utilizarea spectrometrului in Windows sau DOS poate fi aleasa liber: pentru DOS se foloseste tastatura normala integrata in capacul aparatului iar pentru versiunea Windows se poate alege intre touch screen, track ball si mouse.

Autorul lucrarii : Gregor Diessel, Director Export la Belec Spektrometrie GmbH

Tradus de : Cristian Andreescu, ANDREESCU LABOR & SOFT S.R.L., reprezentant in Romania al firmei Belec Spektrometrie GmbH.

Page 6: Sediul social:Str. Maica Domnului nr.14,Bl.T 52,ap.12 ... fotomultiplicatori.pdf · Elementele Peltier care se introduc in spectrometrele mobile nu pot raci CCD-urile, ci previn doar

Sediul social:Str. Maica Domnului nr.14,Bl.T 52,ap.12 Adresa biroului: Str. Leonida nr. 13, sector 2 Sector 2, 023721, BUCURESTI Tel. 6191189 RO-020555, BUCURESTI Tel/Fax 021/212 48 75 ; 004/021/619 11 86; www.labor-soft.ro 0722 511 389 ; 0741 038 830 [email protected] RC: J40/8346/1998 ; CUI : RO10931138; IBAN: RO27 RNCB 0078 0070 7477 0001, BCR- Suc.Stefan cel Mare; Capital social 1000 lei IBAN: RO37 TREZ 7025 069XXX000539, Trezorerie sector 2 IBAN: RO82 BTRL 0440 1202 A034 37XX, Banca Transilvania Ag. St. cel Mare

Specificatiile producatorului pentru detectorul CCD ILX511

Page 7: Sediul social:Str. Maica Domnului nr.14,Bl.T 52,ap.12 ... fotomultiplicatori.pdf · Elementele Peltier care se introduc in spectrometrele mobile nu pot raci CCD-urile, ci previn doar

Sediul social:Str. Maica Domnului nr.14,Bl.T 52,ap.12 Adresa biroului: Str. Leonida nr. 13, sector 2 Sector 2, 023721, BUCURESTI Tel. 6191189 RO-020555, BUCURESTI Tel/Fax 021/212 48 75 ; 004/021/619 11 86; www.labor-soft.ro 0722 511 389 ; 0741 038 830 [email protected] RC: J40/8346/1998 ; CUI : RO10931138; IBAN: RO27 RNCB 0078 0070 7477 0001, BCR- Suc.Stefan cel Mare; Capital social 1000 lei IBAN: RO37 TREZ 7025 069XXX000539, Trezorerie sector 2 IBAN: RO82 BTRL 0440 1202 A034 37XX, Banca Transilvania Ag. St. cel Mare


Recommended