Spectrophotometer < 100€
Verfasst: 24. Mai 2021, 13:28
Ich habe mich entschlossen es mit Spectrophotometrie zu versuchen.
Dies ist für mein Phalaris Projekt gedacht:
viewtopic.php?f=2&t=1984&start=30
Experimentell habe ich die tage ein Spectrometer angefertigt und eine geeignete Software entwickelt.
Wesentliche Bestandteile des Spectro:
monochrom cctv usb Kamera mit geeigneter quantum efficiuency
zugehörige Variooptik ohne IR filter
transmissions-diffraction grating 1000l/mm
Schlitz 200µm aus Rasierklingen
Diffusor aus normalem Papier
Gehäuse aus Styrodur, von innen mattschwarz lackiert, von außen mit schwarzem Tape abgedichtet.
Lichtquelle: Filamentlampe Halogen G4 Fassung
Die Probe muss in einer Glaskapillare Vorliegen. Es werden <40µl benötigt. Allternativ Küvetten. Faseroptik ist auch denkbar. Das brauche ich aber aktuell nicht.
Zu der Software:
Sprache: C++
IDE: Visual Studio
Libraries: openCV, stdlib
System: Win64bit
Man kann damit sehr Präzise Absorption messen.
Einschränkungen:
Bisher keine Anregungsquelle für Fluoreszenz.
2 Sekunden Belichtungszeit sind notwendig um das thermische Rauschen am Kamerachip zu filtern.
Was ist beim Nachbau zu beachten:
Kamerachip muss monochrom sein. Besonders die quantum efficiency ist zu beachten.
Es ist wichtig softwareseitig den Kamerachip korrekt einzustellen.
Für Rauschen und wellenlängenspezifische Empfindlichekeit des Chips muss softwareseitig korrigiert werden. Dazu bietet sich die Aufnahme von Referenzaspektren an.
Mit Leuchtstofflampen (fluorescent light) lässt sich eine Eichung des Spektrometers hervorragend vornehmen, da hier charakteristische Peaks im Spektrum genau sichtbar sind.
In dem Kasten mit der Optik muss es sehr dunkel sein.
Es ist super praktisch wenn man sehr kleine Proben analysieren kann.
Kamera und Optik dürfen nicht wackelig sein.
Was noch zu tun ist:
Bessere Halterung für Glas kapillaren, das ist aktuell nur Pfusch.
Besseres diffraction grating, das aktuelle ist leicht wellig, was zu einer Verzerrung der Spektrallinien und damit verminderter Messgenauigkeit führt.
ggf Quarzglas Optik um im UV Spectrum weiter messen zu können.
Der Ganze Spaß kosten <100€ übrigens. Ganz schön günstig dagegen was die so kommerziell verkaufen.
Oben: Vergleich der Absorption mehrerer Proben
Unten: Referenzspektren und Rohdaten des Kamerachips. (eher für mich interessant)
Photospectromneter mit provisorischer Halterung für die Lichtquelle und Proben.
Ideen oder Anregungen?
Die Software gebe ich ggf weiter.
Dies Jahr werden Phalaris gezüchtet.
LG
Dies ist für mein Phalaris Projekt gedacht:
viewtopic.php?f=2&t=1984&start=30
Experimentell habe ich die tage ein Spectrometer angefertigt und eine geeignete Software entwickelt.
Wesentliche Bestandteile des Spectro:
monochrom cctv usb Kamera mit geeigneter quantum efficiuency
zugehörige Variooptik ohne IR filter
transmissions-diffraction grating 1000l/mm
Schlitz 200µm aus Rasierklingen
Diffusor aus normalem Papier
Gehäuse aus Styrodur, von innen mattschwarz lackiert, von außen mit schwarzem Tape abgedichtet.
Lichtquelle: Filamentlampe Halogen G4 Fassung
Die Probe muss in einer Glaskapillare Vorliegen. Es werden <40µl benötigt. Allternativ Küvetten. Faseroptik ist auch denkbar. Das brauche ich aber aktuell nicht.
Zu der Software:
Sprache: C++
IDE: Visual Studio
Libraries: openCV, stdlib
System: Win64bit
Man kann damit sehr Präzise Absorption messen.
Einschränkungen:
Bisher keine Anregungsquelle für Fluoreszenz.
2 Sekunden Belichtungszeit sind notwendig um das thermische Rauschen am Kamerachip zu filtern.
Was ist beim Nachbau zu beachten:
Kamerachip muss monochrom sein. Besonders die quantum efficiency ist zu beachten.
Es ist wichtig softwareseitig den Kamerachip korrekt einzustellen.
Für Rauschen und wellenlängenspezifische Empfindlichekeit des Chips muss softwareseitig korrigiert werden. Dazu bietet sich die Aufnahme von Referenzaspektren an.
Mit Leuchtstofflampen (fluorescent light) lässt sich eine Eichung des Spektrometers hervorragend vornehmen, da hier charakteristische Peaks im Spektrum genau sichtbar sind.
In dem Kasten mit der Optik muss es sehr dunkel sein.
Es ist super praktisch wenn man sehr kleine Proben analysieren kann.
Kamera und Optik dürfen nicht wackelig sein.
Was noch zu tun ist:
Bessere Halterung für Glas kapillaren, das ist aktuell nur Pfusch.
Besseres diffraction grating, das aktuelle ist leicht wellig, was zu einer Verzerrung der Spektrallinien und damit verminderter Messgenauigkeit führt.
ggf Quarzglas Optik um im UV Spectrum weiter messen zu können.
Der Ganze Spaß kosten <100€ übrigens. Ganz schön günstig dagegen was die so kommerziell verkaufen.
Oben: Vergleich der Absorption mehrerer Proben
Unten: Referenzspektren und Rohdaten des Kamerachips. (eher für mich interessant)
Photospectromneter mit provisorischer Halterung für die Lichtquelle und Proben.
Ideen oder Anregungen?
Die Software gebe ich ggf weiter.
Dies Jahr werden Phalaris gezüchtet.
LG