Обнаружение малых концентраций частиц в воде

Спектроскопия поглощения открывает совершенно новые перспективы для отбора проб в самых разных отраслях промышленности. Например, водная промышленность, которая включает в себя проверку качества и чистоты воды в целях определения присутствия в ней загрязняющих частиц и веществ, невидимых человеческому глазу.
Возможность обнаружения содержания низких концентраций частиц в воде чрезвычайно важна, поэтому для обнаружения частей на миллион (ppm) необходим высокочувствительный спектрометр. В этой статье показываются возможности оборудования Avantes для вышеупомянутых приложений.

Описание используемой схемы и методологии

В экспериментальной установке используется AvaSpec-HERO, соединенный с держателем кювет с длинным оптическим путем и источником света AvaLight-DH-S-BAL для измерения поглощения образца.
AvaSpec-HERO – это первоклассный спектрометр на основе оптической схемы High Sensitivity Compact (HSC) (f = 100 мм; NA = 0,13) и ПЗС-детектора просветленного типа с разрешением 1024 × 58 пикселей. Спектрометр предлагает лучшее из обоих миров: высокую чувствительность и разрешение. Прибор оснащен термоэлектрическим охлаждением, что обеспечивает длительное время интеграции в условиях низкой освещенности. В сочетании с электроникой AS7010 и высококачественным аналого-цифровым преобразователем шум сводится к минимуму, что обеспечивает отличное соотношение сигнал-шум и динамический диапазон. Выбор решеток и щелей позволяет гибко настраивать прибор для широкого спектра в диапазоне 200 - 1160 нм. AvaSpec-HERO – идеальный компаньон от приложений с флуоресценцией со слабым освещением до сложных рамановских применений. Благодаря высокоскоростному интерфейсу связи USB3.0 и Gigabit Ethernet, подключение к компьютеру происходит быстро и просто. Также доступны цифровые порты ввода-вывода, обеспечивающие внешний запуск, управление затворами и импульсными источниками света из линейки инструментов Avantes.
AvaLight-DH-S является мощным дейтерий-галогеновым источником, но, как и любой несбалансированный дейтерий-галогеновый источник, он имеет интенсивный альфа-пик на длине волны 656 нм. Поэтому Avantes разработал DH-S-BAL, в котором этот пик подавлен дихроичным фильтром. Это хоть и приводит к уменьшению мощности, но зато увеличивает динамический диапазон в 20 раз. Источник света обеспечивает непрерывный спектр с высокой эффективностью. Наибольшая стабильность наблюдается в ультрафиолетовом, видимом и ближнем инфракрасном диапазонах от 200 до 2500 нм. В комплект входят встроенная заслонка TTL и держатель фильтров с размерами до 50 x 50 x 5.0 мм. TTL-затвором можно управлять с любого спектрометра AvaSpec, что позволяет использовать опцию автоматического сохранения темноты в программном обеспечении AvaSoft.

Используемая методология

В эксперименте для измерения образцов в кювете с длиной оптического пути 10 мм используется AvaSpec-HERO с AvaLight-DH-S-BAL. Тестируется три разных раствора бутилпарабена в дистиллированной воде. Концентрации растворов: 100 ppm, 10 ppm и 1 ppm. Для сбора данных используется пакет для измерения оптической плотности в программном обеспечении AvaSoft.

Результат

Для обеспечения видимости частиц в экспериментальной схеме используется кювета с оптическим путем (10 мм). Данный метод оказался эффективным, поскольку HERO легко обнаружил бутилпарабен в каждом из растворов. Сопоставление экспериментальных данных с известными спектрами поглощения бутилпарабена в точности совпадают с пиками на 214 нм и 256 нм. Спектры трех растворов доказывают, что AvaSpec-HERO отлично подходит для измерений с высоким разрешением и приложений, требующих высокой чувствительности.
 

© Avantes

Компания INSCIENCE помогает своим заказчикам решать любые вопросы и потребности по продукции Avantes на территории РФ