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电荷检测器

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  • 【原创大赛】离子色谱实战宝典 第五章 检测器 5.5电荷检测器

    【原创大赛】离子色谱实战宝典 第五章 检测器  5.5电荷检测器

    5.5 [font=宋体]电荷检测器[/font][font=宋体]电荷检测器作为新型检测器,目前用于毛细管[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/3p][color=#3333ff]离子色谱[/color][/url]中,它对弱电离的有机酸、有机胺、硅酸盐、硼酸盐以及多价态离子,具有比电导更好的响应灵敏度,与电导不同,电荷检测是通过测量溶液中离子电离时电荷迁移所产生的电流变化来确定待测离子浓度的一种检测方式。[/font][font=宋体]在毛细管[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/3p][color=#3333ff]离子色谱[/color][/url]中,由于其是一种破坏性检测器,与电导串联的话,连接在电导之后。[/font]5.5.1 [font=宋体]电荷检测器的工作原理[/font][font=宋体][font=宋体]电荷检测器的基本结构与电解膜抑制器类似,不同的在于电荷检测器内安装了二种不同极性的离子交换膜,仪器的流程图见[/font]5- [font=宋体],电荷检测器的结构原理见下图[/font]5-* [font=宋体]。[/font][/font][font=宋体][font=宋体][img=,690,476]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111231022301903_9015_1617661_3.jpg!w690x476.jpg[/img][/font][/font][font=宋体][font=宋体]电荷检测器的流程图[/font][/font][font=宋体][font=宋体]从图中看,电荷检测器必须采用淋洗液发生器,采用电致再生抑制器,电荷检测器出来的废液,通过再生流路排出。或者整个采用外循环的方式进行。[/font][/font][font=宋体][font=宋体][img=,690,402]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111231022527136_7532_1617661_3.jpg!w690x402.jpg[/img][/font][/font][font=宋体][font=宋体][/font][/font][font=宋体][font=宋体][/font][/font] [font=宋体]图[/font]5- [font=宋体]电荷检测器的工作原理示意图[/font][font=宋体]从图[/font]5- [font=宋体]可以看到,电荷检测器包括一个阴离子交换膜,一个阳离子交换膜以及对应的阴阳电极。在这里,中间是淋洗液通道,二侧是阴阳离子交换膜,再生液在膜的外侧,正负电极在再生液的两侧,以施加工作电压。[/font][font=宋体]当抑制器流出液经过二个膜中间,由于前面已经经过了抑制,其背景是水中被测离子以及对应的水电解的产生的少量的背景电流,当电解质(抑制后阴离子变为酸,阳离子变为碱,理论上可以是任何电解质)进入电解池,[/font]A+[font=宋体]和[/font]Y-[font=宋体]各自透过阳离子交换膜和阴离子交换膜移向阴极和阳极,即可检测这些离子携带的电荷,从这里可以看到,电荷检测器就是像同时通过阴阳抑制器,同时去掉阴阳离子,所以是一种破坏性的检测器。由于转移过程中,是以酸或者碱的离子形式存在,因此其离解程度大,响应就大,这也就是对于电荷检测器,弱电离的化合物响应较抑制型检测器大的原因。[/font]5.5.2 [font=宋体]电荷检测器的性能特点[/font]5.5.2.1 [font=宋体]相同电荷不同离子具有接近的响应值[/font][font=宋体]在检测器响应范围内,许多相同浓度、相同电荷的离子能得到几乎相同的响应,因此可以对已知、未知化合物进行定量。各个离子之间,线性关系非常接近。[/font][font=宋体][img=,690,660]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111231023455105_7074_1617661_3.jpg!w690x660.jpg[/img][/font][font=宋体]图[font='Calibri','sans-serif']5- [/font]具有相同电荷数的不同离子具有相似的响应值([b][font='Arial','sans-serif']20 [/font][font=Symbol]m[/font][font='Arial','sans-serif']M [/font]电压[font='Arial','sans-serif'], 1.5 V [/font])[/b][/font][align=center] [/align] 5.5.2.2 [font=宋体]多价离子的响应高于电导检测的灵敏度[/font][font=宋体]例如,在电荷检测器条件下,磷酸根电离程度更完全。磷酸根可以产生更高信号,因此其检测灵敏度高于电导检测。下图磷酸根可以得到三倍以上的灵敏度。[/font][img=,690,769]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111231024531172_87_1617661_3.jpg!w690x769.jpg[/img][color=black]色谱柱[/color][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black]: ThermoScientific, Dionex, IonPac[sup][/sup] AS15-9μm Capillary (0.4 x 250 mm)[/color][/font][color=black]淋洗液[/color][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black]: 38mM KOH,[/color][/font][color=black]流速[/color][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black]: 0.012mL/min[/color][/font][color=black]进样体积[/color][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black]: 0.4 μL[/color][/font][color=black]柱温[/color][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black]: 30 °C [/color][/font][color=black]检测模式[/color][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black]: [/color][/font][color=black]抑制电导[/color][color=black]抑制器[/color][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black]: [/color][/font][color=black]毛细管阴离子电抑制器[/color][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black] (ACES300), [/color][/font][color=black]阴离子抑制循环模式[/color][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=#3333FF]A: [/color][/font][color=#3333FF]电荷检测器([/color][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=#3333FF]ChargeDetection[/color][/font][color=#3333FF])[/color][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black]B: [/color][/font][color=black]电导检测器([/color][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black]Conductivity Detection[/color][/font][color=black])[/color][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black]Peaks: 1.F[sup]-[/sup] 1.0 mg/L[/color][/font][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black] 2.Cl[sup]-[/sup] 2.5[/color][/font][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black] 3.NO[sub]2[/sub][sup]-[/sup] 5.0[/color][/font][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black] 4.SO[sub]4[/sub][sup]2-[/sup] 5.0[/color][/font][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black] 5.Br[sup]-[/sup] 10.0[/color][/font][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black] 6.NO[sub]3[/sub][sup]-[/sup] 10.0[/color][/font][font='Arial Narrow','sans-serif'][color=black] 7.PO[sub]4[/sub][sup]3-[/sup] 15.0[/color][/font]5.5.2.3 [font=宋体]弱电离的离子在电荷检测器下响应大幅度提高[/font] [font=宋体]例如硼酸,在电导下几乎无响应,在电荷检测器下,有明显的响应。另外,[/font]QD[font=宋体]对于弱解离离子具有更好的线性[/font] – [font=宋体]更易定量。[/font][img=,690,290]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111231026047123_9616_1617661_3.jpg!w690x290.jpg[/img][font=宋体][/font][font=宋体]5.5.2.4 [font=宋体]与电导检测器结合可以判断不同离子的特点[/font] [font=宋体]将电导检测器与电荷检测器结合,可以填补[/font]CD[font=宋体]与[/font]MS[font=宋体]之间检测器的空白,利用二个检测器之间的性能差异,可以判断,被测离子的类型、价态,可以进行峰纯度鉴定,能够提供更多的离子信息。[/font][font=宋体]例如串联[/font]CD[font=宋体]和[/font]QD[font=宋体]检测器,分别对某离子制作标准曲线,用标准曲线对该离子进行定量,比较两个定量结果,当差距大于[/font]20%[font=宋体]时,可判断为[/font]“[font=宋体]假阳性[/font]”[font=宋体]。[/font]5.5.3 [font=宋体]电荷检测器使用的注意事项[/font]5.5.3.1 [font=宋体]有机溶剂的兼容性[/font][font=宋体]在循环模式下,除水外,电荷检测器不兼容任何有机溶剂,在外加水模式下,电荷检测器可以兼容有机溶剂,浓度不超过[/font]30%[font=宋体](甲醇和乙腈)。[/font]5.5.3.2 [font=宋体]背景、噪声和漂移[/font][font=宋体]要实现电荷检测器检测,电导检测器的背景电导要求小于[/font]2uS/cm[font=宋体],这样在工作电压[/font]6V[font=宋体]的情况下,其背景电流[/font][font=宋体]≤5uA,大多数情况下可以达到2uA。在使用电荷检测器前,先断开电荷检测器,等电导检测器和抑制器运行达到平衡后,再连接电荷检测器。如果电荷检测器停用24小时以上,首先用氮气或空气将检测池内的液体吹走,避免背景电流增加,操作上相对要求较高。[/font][font=宋体]常用的电压为6V,对于30mmol/L KOH,等度淋洗,漂移小于10nA/h,梯度淋洗小于100nA/h。[/font][font=宋体]不同的工作电压对电荷检测器的响应影响很大,通常选择6V作为工作电压,兼顾了灵敏度和噪音,可以满足大多数实验。[/font][font=宋体]5.5.3.3 [/font][font=宋体]使用场景[/font][font=宋体]目前商品化的电荷检测器仅仅局限于毛细管离子色仪,作为电导检测器的补充,更广泛的应用需要进一步开发。[/font][/font]

  • 【新品早知道】赛默飞推出新一代专利产品离子色谱电荷检测器

    赛默飞推出新一代专利产品离子色谱电荷检测器中国上海,2012年12月21日 —— 科学服务领域的世界领导者赛默飞世尔科技(以下简称:赛默飞)近日与美国Arlington的Texas大学共同发表声明,其合作研发的离子色谱电荷检测器Dionex QD已被授予美国专利(#8,293,099)。该电荷检测器是由UT Arlington研究所专家Purnendu “Sandy” Dasgupta及其研究小组成员Bingcheng Yang和赛默飞Dionex团队技术总监Kannan Srinivasan共同研发而成,发明专利为赛默飞和UT Arlington研究所共同所有。这项专利产品将在2013年匹兹堡会议中面世。该检测器可配备在赛默飞Dionex ICS-4000离子色谱系统上使用,适用于环境监测实验室中聚磷酸盐、食品中有机酸、饮料行业以及化学制品中有机胺的检测。相比传统的抑制电导检测器,Dionex QD检测器更易进行峰识别、峰值纯度分析和量化,同时提供更多可参考的信息。……更多内容请看赛默飞官方网站不知道谁是第一个吃螃蟹的,呵呵。

  • 【求助】请教:检测器问题?

    [size=3][b]大家实验室中的ICP所用的检测器是什么?[/b][/size]光电二极管阵列(PDA) ,电荷耦合器件(CCD),分段耦合器件(SCD),电荷注入检测器(CID) 还是其它检测器?

  • 【原创】电喷雾检测器*一款全新通用型检测器*

    在这里给大家介绍一款全新的通用型检测器—Corona Charged Aerosol Detection(电喷雾检测器简称CAD)电喷雾检测器是一款全新的通用型检测器,因其创新的工作原理、独具的检测特点、广泛的应用领域而逐渐成为继紫外检测器之后通用型检测器的又一主力。电喷雾检测器(Corona Charged Aerosol Detection简称CAD)是在2005年由美国的ESA公司作为一款专利技术研发而成,推出的当年即获得了匹斯堡最佳新产品银奖和美国科技杂志R&D的科学技术创新奖。其主要的特点有:1出众的灵敏度—检测限可到pg级;2一致的响应性—响应与化合物的结构无关,只要进样质量相同响应值相似;3宽动态范围—检测从pg~ug跨越4个数量级;4广泛的适用性—所有半挥发性、非挥发性化合物都可以通过该检测器进行测定;5良好的重现性—即使在低含量下,RSD也能达到2%以下;6使用方便—安装方便、操作简单,维护费用低,尤其适用于工业生产。结构和原理电喷雾检测器的具体工作原理如图1所示:图1 CAD工作流程图①HPLC洗脱液入口②氮气入口③雾化室④废液管⑤干燥管⑥Corona电极⑦碰撞室⑧离子阱⑨采集器⑩静电计HPLC洗脱液进入电喷雾检测器后先受氮气作用在雾化室中雾化,再以较高流速撞击到碰撞挡板上,撞击后形成大小不同的外面包裹着流动相的分析物颗粒的液滴,较大的液滴在重力影响下由废液管排出,较小的液滴则随氮气流入干燥管,挥发掉表面溶剂。同时,入口氮气的另一流路则经过电晕装置(含高压铂金电极)形成带正电荷的氮气粒子,与干燥后的溶质颗粒在碰撞室中发生碰撞,碰撞过程中正电荷被转移到颗粒的外表面上,颗粒表面积越大,携带的电荷数越多。另外,为了消除由带有过多正电荷的氮气引起的背景噪音,在带电分析物颗粒气流流入采集器之前,会通过一种称之为离子阱的装置(带有低负电压)定向中和掉迁移率较大的颗粒(即体积小的氮气粒子)上的电荷,而迁移率较小的带电颗粒(分析物颗粒)则把它们的电荷转移给采集器里的捕集网,而后由一个高灵敏度的静电检测计测量出总的电信号。也就是说,图谱里的响应值与测得的电信号成正比,电信号与被测物的表面积成正比,被测物的表面积与被测物的大小成正比,而被测物的大小又与被测物进样的质量成正比,即电喷雾检测器是一个质量敏感型检测器,其检测的响应值由进样的绝对质量决定,进样质量越大,打碎成的颗粒越大,带电荷越多,响应值越高。因此,无论何种化合物,只要进样质量相同,得到的响应值都趋于一致,这也是其具有一致的响应性的原因。又由于被测物在打碎时无论是离子还是分子都会形成中性的颗粒,且电荷只加在颗粒外表面,所以在一个实验中可以同时检测中性及阴阳离子,而在此之前没有检测器可以实现,因此成为电喷雾检测器的又一亮点。另外,电喷雾检测器的参数大都已在出厂时设定好,每次分析的条件固定,因此重现性良好,RSD2%。具体应用电喷雾检测器的应用范围广泛,可以用于正相、反相、超临界流体、体积排阻、HILIC等多种模式,检测小分子、大分子、极性化合物、非极性化合物、阴离子、阳离子、两性离子等多种物质。1 可以作为紫外检测器的补充,检测无紫外吸收或弱紫外吸收的化合物; 2 可以作为质谱的补充,检测无法电离的化合物; 3 可以对找不到标准物质进行定量的代谢物或降解物进行相对定量; 4 可以同时测定阴阳离子和中性物质; 5 可以走梯度,可以满足大部分检测灵敏度的要求。

  • 原子光谱检测器专题

    1.光电倍增管PMT 主要用于AAS、AFS,其光谱灵敏度取决与阴极的光敏涂料 和光窗的材料半导体固体检测器:比PMT具有更高的灵敏度和信噪比,耐过度暴光能力强, 体积小,工耗低,集成度高。常用的有以下几种2.电荷藕荷器件CCD 在可见区有有很高的量子效率,光谱范围和动态线形范 围宽 CCD经改进为3SCD3.分段藕荷器件SCD 具有抗溢处4.电荷注射器件CID 具有抗溢处,随即存取、良好的紫外区量子效应,对光 生电荷的非破坏性读出5.二极管阵列检测器PDA 有待各位补充[em31]

  • 检测器的联系与区别

    光电二极管阵列检测器与电荷耦合阵列检测器的区别与联系。刚刚接触液相还没有两天,求高手帮助啊

  • 哪种检测器更适用于原子吸收光谱仪

    原子吸收光谱分析中,检测系统的检测器有光电倍增管(PMT)、电荷耦合器件(CCD)、电荷注入器件(CID)、二极管阵列检测器(PDA)等,哪种检测器更适用于原子吸收光谱仪?为什么?

  • ICP的检测器低温工作问题?

    诸如ICP的CCD或者CID等检测器为什么要在低温下工作了,估计大多数人都知道是为了防止电噪音和漂移,电荷的转移速度也受温度影响,降低暗电流,可以获得很低的噪音,所以就有有的ICP检测器温度是-30度,有的是-35度,有的是-40度?那么大家是如何看待这个问题的,为什么检测器在低温度下才能很好的工作

  • 质谱的离子检测器系统

    离子检测器系统是由各种不同类型的离子敏感器件(从最简单的法拉第筒到倍增器和各种电荷敏感元件等)组成。在这里,按质荷比分开的离子束被收集、放大,并经数据处理系统把它们加工、处理而得到所需要的信息。

  • 【分享】安捷伦技术贴示:火焰离子化检测器 (FID)—检测器知识

    【分享】安捷伦技术贴示:火焰离子化检测器 (FID)—检测器知识

    安捷伦技术贴示:火焰离子化检测器 (FID)—检测器知识 N. Reuter*, I. van der Meer, E. de Witte, L. Flipse, Technical Helpdesk Europe, Middelburg, The Netherlands 前言火焰离子化检测器是气相色谱的标准检测器,几乎可以检测所有的有机组分。所得到色谱图的峰面积与样品中该组分的含量成正比。FID的灵敏度极高,具有9个数量级的宽动态范围,它唯一的缺点是需要破坏样品组分。示意图http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/12/201012231940_269431_1615838_3.jpg图1: FID示意图说明FID包含一个氢气/空气火焰和一个集电片,从GC色谱柱出来的流出物通过火焰,有机物分子在火焰中电离产生离子,这些离子被收集到极化的集电极上,产生电信号。集电极带负电荷,火焰喷口带正电荷。

  • 【资料】液相 检测器相关问题?

    检测器的联系与区别~~~光电二极管阵列检测器与电荷耦合阵列检测器的区别与联系。呃,刚刚接触液相还没有两天,就给我这么多的难题。求高手帮助啊~~~~~~~~~~

  • CID、CCD及SCD检测器的比较(转载)

    CID、CCD及SCD检测器的比较(转载)

    CID与CCD都是属于电荷转移检测器(Charge TransferDecices,CTD),均为Solid-state Integrating Multi-channelPhoton-detectors, 与光电倍增管不同的是, 光电倍增管读出的是电流信号, 而CTD则是一定强度的光照射到某个检测单元(Detector Element)上后, 产生一定量的电荷, 并且储存在检测单元内, 然后采用电荷转移的方式将其读出, 一种读出方法是将电荷在检测单元内部移动, 检测在移动过程中的电压变化(Moving charges within a detector element and sensing voltagechangesinduced by the movement), 即内部电荷转移(Intra-cellchargetransfer), 另一种方法是将电荷在检测单元之间逐渐转移, 移到一个具有电荷感应放大器的检测单元上进行读出(Moving charges from the detector element where it had accumulatedtoa charge-sensing amplifier), 即相互电荷转移(Inter-cellchargetransfer), 两种读出方法得出两种不同的检测器, 即CID(采用Intra-cell transfer)和CCD(采用Inter-cell transfer).一. CID 检测器(The ChargeInjection Device) 一个单独的CID检测单元如图1 所示.http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/10/201310181857_471763_1827064_3.jpg 图1: (a).一个单独的CID检测单元 (b). 4个CID检测单元的示意图一个单独的CID检测单元包括两个导电性的电极和引线, 做在一个很薄的硅氧化物或氮化物绝缘层上, 即横向电极(row electrode)和纵向电极(column electrode),在横向电极(row electrode)上有一个读数放大器,两个电极之间加以偏压, 开始积分时, 首先在row上加以很小的正电压(Vintegrate), 而在column上加以很小的负电压(Vintegrate), 光照在检测器表面上时, 产生的正电荷向column电极上聚集, 当第一次读数时,将row上的负电压去掉, 同时将column上的电压转为小的正电压(Vtransfer),电荷从column上转移到row上(图2中B到C),即可读出在row上聚集的电荷所产生的电压,此为第一次读数。又经过一段积分后, 将column上加以负电压(Vintegrate),row上加以正电压(Vintegrate),此时电荷从row电极下转移到column电极下, 此时又可读出row电极上的电压变化, 即第二次读数(图2中C到A), 然后再在row上加以负电压,column上加以正电压, 使电荷再转移回到row电极下, 并重复第一次读数的过程,当全部积分结束, 进行最后一次读数时, 在两个电极上同时加以正电压, 使电荷注入CID基体, 此时都出row电极上电压的变化即为最后一次读数的结果, 此过程如图2所示.http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/10/201310181857_471764_1827064_3.jpg图2: CID读数过程从这个读数过程大家可以看出, 每个CID检测单元均包含有两种读出方式,一种方式为在积分过程中进行的循环读出方式, 如上图中的第一,第二次读数, 在这种读出方式中,电荷是在两个电极之间移动,而没有损失,即电荷本身没有受到读数过程的破坏, 因而这种读出方式叫做非破坏性读数(Nondestructive Readout), 即NDRO; 另一种读出方式是在积分过程结束时使用的, 如上图中的最后一次读数, 当这次读数完成后, 所有的电荷都不存在了, 因而这种读出方式叫做破坏性读数(Destructive Readout), 即DRO; 将其中1到n次读出的资料除以其相应的积分时间,并将n次的资料进行平均, 即得到这次曝光的积分资料.前一种读出方式, 也叫随机存取积分方式(Random Access Integration), 即RAI, 是CID的独特功能, 是其它任何固体检测器都没有的, 这一特性对于光谱分析仪器来讲, 具有非常重要的意义. 1. 有效提高信噪比(SignalNoise Ratio, SNR)将多次读数的结果进行平均, 可以有效的降低读出噪音, 却不减小信号, 因而可有效提高信噪比, N次读数的读出噪音为单次读数的1/√N. http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/10/201310181859_471766_1827064_3.jpg Averagingthe results of a number of NDROs introducesno photon noise . As a result, thisprocedure can be employed for improving theSNR of a photo-flux measurement. Bycomputer summation of a number ofnondestructive reads of the chargeinformation in a detector element, the readnoise, or the noise introduced bythe detector and associated electronics, canbe reduced. This is similar to,but not be same as, conventional signalaveraging. If the noise is a white orrandom noise source, then the noise is reducedin proportion to the squareroot of the number of NDROs performed. In apractice, read noise can bereduced by over a factor of 10 by the process ofaveraging multiple NDROs. 2. 防止检测器溢出(Blooming)溢出就是当某个检测单元上受到较强的光照射时, 产生的电荷数量超出了其本身的容量, 因而溢出到其相邻的检测单元上, 致使其相邻的数个甚至一片检测单元都无法读出正确信号的现象("Blooming"is the spillover of light from a pixel that can hold nomore electrons intoadjacent pixels). 由于CID能够随时检查每一个检查单元上的电荷数量, 当某个检测单元上的电荷数量达到其预先设定的值时, 即进行DRO读数, 将全部电荷注入基体, 因而有效的防止了溢出的发生.3. [siz

  • 检测器(又称鉴定器)

    它是检测色谱分离组分物理或化学性质或含量变化(多数情况是将其转化为相应的电压、电流信号)的一种仪器装置。它是色谱系统中的关键部件,色谱分离过程的眼睛。对检测器的要求是:灵敏度高,线性范围宽,重现性好,稳定性好,响应速度快,对不同物质的响应有规律性及可预测性。检测器通常分为积分型和微分型两类。指机械的、电子的或化学器件,用于区分、记录或指示环境中某一变量的变化,如温度、压力、电荷、电磁辐射、核辐射、粒子或分子等。

  • CID检测器与CCD检测器的原理区别学习!

    大家对ICP未来的发展方向大家一定很关心,那就先了解一下检测器吧!继续加深印象!本人只是转载如有不对之处还请大家提出批评意见!转帖神仙姐姐 光电倍增管,CCD,CID检测器的差异下面好像是一家之言,不过可以参考一下下。检测器:用几个厂家的仪器对比进行说明,如下: CID电荷注射器件,天生的抗溢出器件。真正全谱直读,可任意元素的任意谱线读取。无逸出和每个单元独立读取,高低含量可在一次测定中同时获得。5300的SCD分段电荷耦合器件,只6千多个检测单元只能提供235个测量段的信息,谱线信息量仅占6%,对于复杂样品谱线选择性受抑制。2100用小段CCD,只相当于覆盖0.0Xnm, 上端测量参比光, 下端测样品光, 目的是可不断做谱线校正Vista Pro 采用7万多个检测单元的改良的CCD电荷耦合器件, 放三排寄存器, 可较好地防止电子溢出。但高低含量无法同时获得稳定结果。Vista MPX采用通用型的数码相机用CCD,没有抗溢出设计,高含量测定极易溢出,无法获得稳定结果CID检测器特有“无逸出”,“非破坏性读取”,“随机读取”的特点,能自动控制各个测量单元的最佳测量时间,实现样品主量、微量、痕量元素的同时测定。SCD或CCD检测器往往需依靠外围电路来控制爆光时间,防止“逸出”。改良的SCD或CCD成本也不低,而民用型CCD则成本低廉,对高低含量的同时测定是不能为力的。所以,CID是真正的没有溢出,所以对于一次样品中的高、中、低含量都能很好的测定。光电倍增管外光电效应所释放的电子打在物体上能释放出更多的电子的现象称为二次电子倍增。光电倍增管就是根据二次电子倍增现象制造的。它由一个光阴极、多个打拿极和一个阳极所组成,见图,每一个电极保持比前一个电极高得多的电压(如100V)。当入射光照射到光阴极而释放出电子时,电子在高真空中被电场加速,打到第一打拿极上。一个入射电子的能量给予打拿极中的多个电子,从而每一个入射电子平均使打拿极表面发射几个电子。二次发射的电子又被加速打到第二打拿极上,电子数目再度被二次发射过程倍增,如此逐级进一步倍增,直到电子聚集到管子阳极为止。通常光电倍增管约有十二个打拿极,电子放大系数(或称增益)可达108,特别适合于对微弱光强的测量,普遍为光电直读光谱仪所采用。光电倍增管的窗口可分为侧窗式和端窗式两种光电倍增管的基本特性1) 灵敏度和工作光谱区光电倍增管的灵敏度和工作光谱区主要取决于光电倍增管阴极和打拿极的光电发射材料。当入射到阴极表面的光子能量足以使电子脱离该表面时才发生电子的光电发射,即1/2mv2=h(-ф,( h(为光子能量,ф为电子的表面功函数,1/2mv2为电子动能)。当h(ф时,不会有表面光电发射,而当h(=ф时,才有可能发生光电发射,这时所对应的光的波长λ=C/(称为这种材料表面的阈波长。随着入射光子波长的减小,产生光电子发射的效率将增大,但光电倍增管窗材料对光的吸收也随之增大。显然,光电倍增管的短波响应的极限主要取决于窗材料,而长波响应的极限主要取决于阴极和打拿极材料的性能。一般用于可见-红外光谱区的光电倍增管用玻璃窗,而用于紫外光谱区的用石英窗。光阴极一般选用表面功函数低的碱金属材料,如红外谱区选用银-氧-铯阴极,可见光谱区用锑-铯阴极或铋-银-氧-铯阴极,而紫外谱区则采用多碱光电阴极或梯-碲阴极。光电倍增管的灵敏度S是指在1lm的光通量照射下所输出的光电流强度,即S=i/F,单位为μA/lm。显然,灵敏度随入射光的波长而变化,这种灵敏度称为光谱灵敏度,而描述光谱灵敏度随波长而变化的曲线称为光谱响应曲线(见右图),由此可确定光电倍增管的工作光谱区和最灵敏波长。例如我们常用的R427光电倍增管,其曲线偏码为250S,光谱响应范围为160-320nm,峰值波长200nm,光阴极材料Cs-Te,窗口材料为熔炼石英,典型电流放大率3.3×106。2) 暗电流与线性响应范围光电倍增管在全暗条件下工作时,阳极所收集到的电流称为暗电流。对某种波长的入射光,光电倍增管输出的光电流为: i= KIi+i0 ,式中,Ii对应于产生光电流i的入射光强度,k为比例系数,i0为暗电流。由此可见,在一定的范围内,光电流与入射光强度呈线性关系,即为光电倍增管的线性响应范围。当入射光强度过大时,输出的光电流随光强的增大而趋向于饱和(见右图)。线性响应范围的大小与光阴极的材料有关。暗电流的来源主要是由于极间的欧姆漏阻、阴极或其他部件的热电子发射以及残余气体的离子发射、场致发射和玻璃闪烁等引起。当光电倍增管在很低电压下工作时,玻璃芯柱和管座绝缘不良引起的欧姆漏阻是暗电流的主要成分,暗电流随工作电压的升高成正比增加;当工作电压较高时,暗电流主要来源于热电子发射,由于光电阴极和倍增极材料的电子溢出功很低,甚至在室温也可能有热电子发射,这种热电子发射随电压升高暗电流成指数倍增;当工作电压较高时,光电倍增管内的残余气体可被光电离,产生带正电荷的分子离子,当与阴极或打拿极碰撞时可产生二次电子,引起很大的输出噪声脉冲,另外高压时在强电场作用下也可产生场致发射电子引起噪声,另外当电子偏离正常轨迹打到玻壳上会出现闪烁现象引起暗电流脉冲,这一些暗电流均随工作电压升高而急剧增加,使光电倍增管工作不稳定,因此为了减少暗电流,对光电倍增管的最高工作电压均加以限制。3) 噪声和信噪比在入射光强度不变的情况下,暗电流和信号电流两者的统计起伏叫做噪声。这是由光子和电子的量子性质而带来的统计起伏以及负载电阻在光电流经过时其电子的热骚动引起的。输出光电流强度与噪声电流强度之比值,称为信噪比。显然,降低噪声,提高信噪比,将能检测到更微弱的入射光强度,从而大大有利于降低相应元素的检出限。4) 工作电压和工作温度光电倍增管的工作电压对光电流的强度有很大的影响,尤其是光阴极与第一打拿极间的电压差对增益(放大倍数)、噪声的影响更大。因此,要求电压的波动不得超过0.05%,应采用高性能的稳压电源供电,但工作电压不许超过最大值(一般为-900v-1000v),否则会引起自发放电而损坏管子,工作环境要求恒温和低温,以减小噪声。5) 疲劳和老化在入射光强度过大或照射时间过长时,光电倍增管会出现光电流衰减、灵敏度骤降的疲劳现象,这是由于过大的光电流使电极升温而使光电发射材料蒸发过多所引起。在停歇一段时间后还可全部或部分得到恢复。光电倍增管由于疲劳效应而灵敏度逐步下降,称为老化,最后不能工作而损坏。过强的入射光会加速光电倍增管的老化损坏,因此,不能在工作状态下(光电倍增管加上高压时)打开光电直读光谱仪的外罩,在日光照射下,光电倍增管很快便损坏。光电测量原理光电检测的原理一般是通过光电接受元件将待测谱线的光强转换为光电流,而光电流由积分电容累积,其电压与入射光的光强成正比,测量积分电容器上的电压,便获得相应的谱线强度的信息。不同的仪器其检测装置具有不同的类型,但其测量原理是一样的。其光电检测系统主要有以下四个部分组成:1.光电转换装置,2.积分放大电路及其开关逻辑检测,3.A/D转换电路,4.计算机系统。此资料来源实验室社区 天人合一的个人见解!目前较成熟的主要是电荷注入器件Charge-Injection Detector(CID)、电荷耦合器件Charge-Coupled Detector (CCD)。  在这两种装置中,由光子产生的电荷被收集并储存在金属-氧化物-半导体(MOS)电容器中,从而可以准确地进行象素寻址而滞后极微。这两种装置具有随机或准随机象素寻址功能的二维检测器。可以将一个CCD看作是许多个光电检测模拟移位寄存器。在光子产生的电荷被贮存起来之后,它们近水平方向被一行一行地通过一个高速移位寄存器记录到一个前置放大器上。最后得到的信号被贮存在计算机里。  CCD器件的整个工作过程是一种电荷耦合过程,因此这类器件叫电荷耦合器件。对于CCD器件,当一个或多个检测器的象素被某一强光谱线饱和时,便会产生溢流现象。即光子引发的电荷充满该象素,并流入相邻的象素,损坏该过饱和象素及其相邻象素的分析正确性,并且需要较长时间才能便溢流的电荷消失。为了解决溢流问题,应用于原子光谱分析的CCD器件,在设计过程中必须进行改进,例如:进行分段构成分段式电荷耦合器件(SCD),或在象表上加装溢流门,并结合自动积分技术等。  CID是一种电荷注入器件(Charge-Injected Device),其基本结构与CCD相似,也是一种MOS结构,当栅极上加上电压时,表面形成少数载流子(电子)的势阱,入射光子在势阱邻近被吸收时,产生的电子被收集在势阱里,其积分过程与CCD一样。  CID与CCD的主要区别在于读出过程,在CCD中,信号电荷必须经过转移,才能读出,信号一经读取即刻消失。而在CID中,信号电荷不用转移,是直接注入体内形成电流来读出的。即每当积分结束时,去掉栅极上的电压,存贮在势阱中的电荷少数载流子(电子)被注入到体内,从而在外电路中引起信号电流,这种读出方式称为非破坏性读取(Non-Destructive Read Out),简称:NDRO.CID的NDRO特性使它具有优化指定波长处的信噪比(S/N)的功能。同时CID可寻址到任意一个或一组象

  • CCD与CID检测器的原理

    目前较成熟的主要是电荷注入器件Charge-Injection Detector(CID)、电荷耦合器件Charge-Coupled Detector (CCD)。  在这两种装置中,由光子产生的电荷被收集并储存在金属-氧化物-半导体(MOS)电容器中,从而可以准确地进行象素寻址而滞后极微。这两种装置具有随机或准随机象素寻址功能的二维检测器。可以将一个CCD看作是许多个光电检测模拟移位寄存器。在光子产生的电荷被贮存起来之后,它们近水平方向被一行一行地通过一个高速移位寄存器记录到一个前置放大器上。最后得到的信号被贮存在计算机里。  CCD器件的整个工作过程是一种电荷耦合过程,因此这类器件叫电荷耦合器件。对于CCD器件,当一个或多个检测器的象素被某一强光谱线饱和时,便会产生溢流现象。即光子引发的电荷充满该象素,并流入相邻的象素,损坏该过饱和象素及其相邻象素的分析正确性,并且需要较长时间才能便溢流的电荷消失。为了解决溢流问题,应用于原子光谱分析的CCD器件,在设计过程中必须进行改进,例如:进行分段构成分段式电荷耦合器件(SCD),或在象表上加装溢流门,并结合自动积分技术等。  CID是一种电荷注入器件(Charge-Injected Device),其基本结构与CCD相似,也是一种MOS结构,当栅极上加上电压时,表面形成少数载流子(电子)的势阱,入射光子在势阱邻近被吸收时,产生的电子被收集在势阱里,其积分过程与CCD一样。 CID与CCD的主要区别在于读出过程,在CCD中,信号电荷必须经过转移,才能读出,信号一经读取即刻消失。而在CID中,信号电荷不用转移,是直接注入体内形成电流来读出的。即每当积分结束时,去掉栅极上的电压,存贮在势阱中的电荷少数载流子(电子)被注入到体内,从而在外电路中引起信号电流,这种读出方式称为非破坏性读取(Non-Destructive Read Out),简称:NDRO.CID的NDRO特性使它具有优化指定波长处的信噪比(S/N)的功能。同时CID可寻址到任意一个或一组象素,因此可获得如“相板”一样的所有元素谱线信息。 以下是光从物理角度述说的。类 型 CCD CID光 谱 响 应 范 围 nm 0.1~1000 200~1000量 子 效 率 600nm 84% 37%量 子 效 率 300nm 50% 19%暗 电 流 e-/s 0.001 0.008读 数 噪 音 e- 5 60

  • CCD与CID检测器的知识!

    目前较成熟的主要是电荷注入器件Charge-Injection Detector(CID)、电荷耦合器件Charge-Coupled Detector (CCD)。  在这两种装置中,由光子产生的电荷被收集并储存在金属-氧化物-半导体(MOS)电容器中,从而可以准确地进行象素寻址而滞后极微。这两种装置具有随机或准随机象素寻址功能的二维检测器。可以将一个CCD看作是许多个光电检测模拟移位寄存器。在光子产生的电荷被贮存起来之后,它们近水平方向被一行一行地通过一个高速移位寄存器记录到一个前置放大器上。最后得到的信号被贮存在计算机里。  [color=blue]CCD[/color]器件的整个工作过程是一种电荷耦合过程,因此这类器件叫电荷耦合器件。对于CCD器件,当一个或多个检测器的象素被某一强光谱线饱和时,便会产生溢流现象。即光子引发的电荷充满该象素,并流入相邻的象素,损坏该过饱和象素及其相邻象素的分析正确性,并且需要较长时间才能便溢流的电荷消失。为了解决溢流问题,应用于原子光谱分析的CCD器件,在设计过程中必须进行改进,例如:进行分段构成分段式电荷耦合器件(SCD),或在象表上加装溢流门,并结合自动积分技术等。  [color=blue]CID[/color]是一种电荷注入器件(Charge-Injected Device),其基本结构与CCD相似,也是一种MOS结构,当栅极上加上电压时,表面形成少数载流子(电子)的势阱,入射光子在势阱邻近被吸收时,产生的电子被收集在势阱里,其积分过程与CCD一样。  [color=blue]CID与CCD的主要区别[/color]在于读出过程,在CCD中,信号电荷必须经过转移,才能读出,信号一经读取即刻消失。而在CID中,信号电荷不用转移,是直接注入体内形成电流来读出的。即每当积分结束时,去掉栅极上的电压,存贮在势阱中的电荷少数载流子(电子)被注入到体内,从而在外电路中引起信号电流,这种读出方式称为非破坏性读取(Non-Destructive Read Out),简称:NDRO.CID的NDRO特性使它具有优化指定波长处的信噪比(S/N)的功能。同时CID可寻址到任意一个或一组象素,因此可获得如“相板”一样的所有元素谱线信息。

  • 电荷检测质谱是什么?为何如此引得质谱巨头关注?

    质谱法是一种强大的分析工具,其原理是测量带电粒子质量的方法,当分析样品进入质谱仪后,首先在离子源处使分析物进行游离化以转换为带电离子,进入质量分析器后,在电场、磁场等物理力量的作用下,探测器可测得不同离子的质荷比(m/z),从而从电荷推算出分析物的质量。传统质谱法难以分辨质量大于几百千道尔顿的物质(例如蛋白质复合物)的电荷状态。然而近些年,一种新的质谱方法出现,即电荷检测质谱 (Charge Detection Mass Spectrometry,CDMS) 。CDMS 是一种通过同时测量单个离子的质荷比(m/z)来确定单个离子质量的单粒子技术。确定数以千计的单个离子的质量,然后将结果合并提供质谱图。使用这种方法,可以测量通常不适合传统质谱分析的异质和高分子量样品的准确质量分布。最新发表的CDMS技术的应用就包括了高度糖基化的蛋白质、蛋白质复合物、蛋白质聚集体(如淀粉样蛋白纤维)、传染性病毒、基因疗法、疫苗和囊泡(如外泌体)。虽然到目前为止,CDMS 仍然是少数能够自制仪器的科研人员在应用。而随着生物医学的快速发展,研究人员分析分子量超大样品的需求快速增长,传统的质谱方法面临一定的限制,以CDMS为焦点的分析技术也许将成为下一个里程碑。前沿技术发生革新,行业巨头公司一定是反应最快的。日前,全球著名的质谱仪器公司Waters便发布公告,成功收购了一家专攻电荷检测质谱技术(CDMS)的初创企业,Megadalton Solutions。该公司由美国印第安纳大学的Martin Jarrold和David Clemmer两位教授于2018年创立。[img=mega创始人.png]https://img1.17img.cn/17img/images/202202/uepic/6936b2e1-2955-452e-9eb5-9ca539fb600a.png[/img][font=&][size=16px][color=#333333]笔者进一步查询到,Martin F. Jarrold 本人在过去十年一直致力于 CDMS技术的研究,也于2015年发表了“Charge Detection Mass Spectrometry with Almost Perfect Charge [/color][/size][/font][font=&][size=16px][color=#333333]Accuracy”相关文章。(DOI:[url]https://doi.org/10.1021/acs.analchem.5b02324[/url])。[/color][/size][/font][font=&][size=16px][color=#333333]2021年还发表了关于CDMS在生物分子学和生物技术相关的应用进展文章“Applications of Charge Detection Mass Spectrometry in Molecular Biology and Biotechnology”。(DOI:[url]https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.1c00377[/url])[/color][/size][/font]2018年,Martin Jarrold和David Clemmer教授因在离子淌度质谱技术上的开创性发明,共同获得了美国质谱学会颁发的质谱杰出贡献奖。不仅如此,David Clemmer教授还曾获得2006年的Biemann奖章。[align=center][img=2018 ASMS杰出共享奖.png,600,259]https://img1.17img.cn/17img/images/202202/uepic/1967a9e8-bc50-4b33-80f6-46585d05a407.png[/img][/align][align=center]2018年ASMS质谱杰出贡献奖[/align]可以说,Megadalton Solutions公司是由两位质谱界大佬为了研发CDMS仪器创立的,技术实力很强硬。Waters公司的眼光也非常独到,于2021年就已经将Megadalton的CDMS技术引进到了Waters的Immerse Cambridge创新和研究实验室,并应用于各项先进检测及研发工作。[url=https://www.instrument.com.cn/news/20220207/605434.shtml][color=#ff0000](相关链接:沃特世收购电荷检测质谱技术 扩大细胞和基因治疗领域应用)[/color][/url]此外,笔者还注意到了另外一家基于CDMS技术的初创企业,荷兰公司TrueMass。[align=center][img=True.png]https://img1.17img.cn/17img/images/202202/uepic/1513aab2-aa16-408e-914a-00cdf762c4ca.png[/img][/align][align=center][/align]TrueMass 于 2020 年在荷兰成立,并在英国曼彻斯特设有制造工厂。这家私营投资公司已从天使投资人获得大量资金,公司的使命是提供新技术,帮助全球研究人员和临床实验室推进药物开发和材料技术的研究。该公司于2021年10月26日在宾夕法尼亚州费城举办的ASMS上推出了其研发的CDMS仪器。[align=center][/align][align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202202/uepic/a9414deb-6b4c-4547-93b0-af042aab0c2c.png[/img][/align][align=center][img]https://img1.17img.cn/17img/images/202202/uepic/000b48b0-acd8-4420-98f4-9ffe3137fc02.png[/img][/align][align=center][/align]笔者也搜索了TrueMass创始人 John Hoyes博士相关的信息,以飨读者。[align=center][img=john Hoyes.png,600,373]https://img1.17img.cn/17img/images/202202/uepic/efa105d1-a0e5-40b4-acf2-5dd6eabfce69.png[/img][/align][align=center]TrueMass创始人 John Hoyes博士[/align]TrueMass 创始人 John Hoyes 博士在质谱行业拥有 30 多年的从业经验。他于 1989 年在曼彻斯特大学完成了激光物理学博士学位,并在该大学科学技术学院仪器与分析科学系 (DIAS) 担任了一年的博士后研究助理。 Hoyes博士1990 年首次加入 VG Analytical,担任曼彻斯特工厂的开发物理学家。在头两年致力于改进磁扇磁场质谱仪器后,他开始研究飞行时间 (TOF) 质谱仪器。他是 VG Analytical 第一台 TOF 仪器的项目负责人,该仪器采用了 MALDI 离子源。 1995 年,他领导开发了世界上第一台商用 Q-TOF 仪器,该仪器于1996 年底由Micromass(后被Waters收购)推出。 2000 年,他发明了高分辨率光学 TOF 几何结构,并被纳入下一代 Q-TOF 仪器的改进。 2003 年,Hoyes博士离开 VG,成立了一家名为 MS Horizons 的新公司,专门提升该领域现有 Q-TOF 仪器的性能。在此期间,Hoyes博士对离子淌度和飞行时间杂合质谱仪器产生了兴趣,并为此申请了专利。他于 2006 年回到 Micromass(后被Waters收购) 担任研究总监,并于 2010 年成为技术总监。在他任职期间,公司推出了 SYNAPT G2、Vion 仪器和 StepWave 离子源等产品。 2013 年,他成为Waters科学研究员,并于 2016 年在 HUPO(人类蛋白质组组织)获得“科学技术奖”。2018 年 4 月,Hoyes博士离开公司,成立了 HGSG Ltd咨询公司。2020年Hoyes博士创立了 TrueMass公司以实现他对商业电荷检测质谱仪器的想法。总体看来,CDMS技术在复杂生物分析中能够发挥质谱技术的精确性优势,不久之后,质谱巨头们关于CDMS技术一定会动作频频,仪器信息网也将持续带来最新报道,敬请关注。

  • 【第三届原创参赛】新一代液相色谱通用检测器——电雾式检测器

    【第三届原创参赛】新一代液相色谱通用检测器——电雾式检测器

    新一代液相色谱通用检测器——电雾式检测器 高效液相(HPLC)检测是一种可以通过HPLC体系将被分析物质分别分离并检测的方法。其检测原理是依据被分析物质在流动相与分离柱之间分配系数不同通过分离柱的时间不同,进而将其单独分离并检测。HPLC体系主要包括三大部分:泵、分离柱和检测器,其中检测器分为通用型和专用型。通用型检测器要求对大部分物质都有响应,专用型检测器仅对一部分物质有响应信号。随着检测技术的发展,人们对检测器的要求也越来越高。检测器的发展经历了从最初的紫外、示差、荧光到现在的电化学、蒸发光散射及本文所要介绍的电雾式检测器。1 、检测原理 第一篇有关电雾式检测器(charged aerosol detector, CAD)的论文发表于2002年,当时将该技术称为aerosol charging detector。其技术的基础是evaporative light scattering detection (ELSD)、condensation nucleation light-scattering detection (CNLSD)、electrical aerosol analyzer (EAA)三者的结合。ELSD实际上是指我们所熟知的溶剂的蒸发通过采用相当高温的短漂移管和预加热的雾化载气,或者是高导热性载气的蒸发光散射检测器,而CNLSD实际上是指利用低温蒸发室,联合盘绕的曲长漂移管和惰性载气,可以有效的蒸发大多数低挥发性的溶质的低温分流型蒸发光散射检测器。EAA是一种在70年代就发展起来的用于测量溶胶离子大小的技术。 就其检验的原理图见图一。步骤如下:HPLC洗脱液经雾化器中氮气的作用而雾化,其中较大的液滴在碰撞器的作用下经废液管流出,较小的溶质(分析物)液滴在室温下干燥,形成溶质颗粒。同时,用于载气的氮气分流形成的第二股氮气流经过电晕式装置(含高压铂金丝电极)形成带正电荷的氮气颗粒,与溶质颗粒反向相遇时经碰撞使溶质颗粒带上正电。为了消除由带有过多正电荷的氮气所引起的背景电流,在含溶质颗粒的气流流入静电检测计之前,通过一种称之为离子井的装置(带有低负电压)使迁移率较大的颗粒(即粒度较小的氮气颗粒)的电荷中和,而迁移率小的带电颗粒把它们的电荷转移给一个颗粒收集器,最后用一个高灵敏度的静电检测器测出带电溶质的信号电流。由此产生的信号电流与溶质(分析物质)的含量成正比。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191652_629334_1848528_3.jpg图一 CAD检测原理图 2003年ESA公司推出了商品化的CAD,并名称称为charged aerosol detector。2009年ESA被Dionex(戴安)收购后,又推出了CAD的新的改进型号,并结合Dionex在HPLC方面的优势衍生出了一些新的技术。2 、 特点 电雾式检测器(Corona)是新一代的通用型检测器。相对于示差和蒸发光两种通用型检测器而言,电雾式检测器具有灵敏度高、动态检测范围宽、应用范围广、重复性好、信号响应一致性好等特点。其检测原理是响应信号只与被分析物质的质量有关,而与被分析物质的化学结构无关。而对于其他选择性检测器如UV、电化学检测器,它也显示出了一定的优势。下面本文结合一些实例探讨CAD与其他各型检测器的优势和弱点。2.1 CAD VS ELSD CAD与ELSD同出一脉,都利用气溶胶的原理,所以在应用方面具有很多的相似性,但比较而言CAD的动态范围要比ELSD高一个数量级,而且灵敏度也更高,特别是同样是检测雾化的颗粒(气溶胶),他们的响应曲线理论上都不是线性的,但[font=Times

  • 【分享】光谱仪检测器及其波长应用范围:

    光检测器:照相干板:100—1300nm光电倍增管:140—800nm光电管:200—800nm光电池:380—750nm硅二极管:190—1050nm电荷转移检测器:200-1000nm光电导检测器:850—1500nm热检测器:热偶(伏特)测辐射热测量计:900—39000nm戈雷(Golay)空气电池:860—40000nm热电池(电容):330—40000nm

  • 扫描电子显微镜的电荷效应讲解

    在SEM中还存在些不期望的现象,例如:电荷效应,其也形成一些特殊的对比度。然而,在扫描电子显微镜的观察过程中,我们需要尽可能地避免它。[b]1.荷电的形成[/b]根据上面介绍的扫描电子显微镜的原理,电子束源连续轰击到样品上。根据图2-6,只有原始电子束能量为v1和v2,二次电子产额δ为1,即入射电子和二次电子数相等,样品不增加或减少电子,并且没有形成吸收电流。只要初始电子束不满足该条件,就形成吸收电流以满足电荷平衡,i0 = ib +是+ ia。为了实现电荷平衡,样品需要具有良好的导电性。对于导体,观察没有问题。然而,对于不导电或导电性差的样品、,过量电荷不能被带走,并且样品表面会形成累积,这将产生静电场以干扰入射电子束的发射和二次电子。电气效应。负荷效果对图像有一系列影响,例如:1异常对比度:二次电子发射受到不规则性的影响,导致部分图像异常明亮,部分变暗 2图像失真:由于电荷产生的静电场,入射电子束不规则地偏转,导致图像失真或相位差 3图像漂移:由于静电场的作用,入射电子束在一定方向上偏转,形成图像漂移 4亮点和亮线:斑点样品经常出现不规则放电,导致图像中出现不规则的亮点和亮线 5图像是“平坦的”并且没有立体效果:通常扫描速度慢,每个像素点保持更长,电荷累积,图像看起来平坦,立体效果完全丧失。[b]2.消除荷电[/b]电荷的产生对扫描电子显微镜的观察具有很大影响,因此可以仅通过消除或减少负荷效果来进行正常的扫描电子显微镜观察。有许多方法可以消除和减少电荷。以下是一些常用方法。首先,我们必须注意在样品制备过程中减少电荷:1)减小样品尺寸、并最小化接触电阻:这将增加样品的电导率。2)涂层处理:对样品施加导电膜以改善其导电性,这是最常用的方法。常用的涂层是[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]沉积和离子溅射。通常使用的导电膜通常是金和碳。如果你想要更好的结果,你也可以使用白金pt、铬cr、铱ir。导电膜不仅可以有效地提高导电性,而且可以提高二次电子激发速率,并且当前的膜厚度相对容易控制,并且样品的形状在一定的放大率下不受影响。然而,涂层也有其缺点。涂覆后,会有薄膜覆盖,这将影响样品的真实形状。在严重的情况下,它会产生伪像,一些超高分辨率的观察或一些细节(如孔、光纤)和编辑。 ebsd分析具有很大的影响。除了样品制备外,还需要找到合适的EM工作条件来消除或减少电荷的影响:3)降低电子束电流:降低入射电子束的强度,减少电荷的积累。4)降低放大倍率:尽可能使用低倍率,因为倍数越大,扫描范围越小,电荷累积越快。5)加快扫描速度:电子束长时间停留在同一区域,容易引起电荷积聚 此时,可以加速电子束的扫描速度,并且在不同区域中花费的时间变短以减少电荷。6)改变图像采集策略:扫描速度越快,图像信噪比就越大。此时,线累积或帧叠加平均可以降低负荷效果并改善信噪比。线路累积对轻微负荷具有良好的抑制效果 帧叠加对快速扫描产生的高噪声具有良好的抑制效果,但图像不能漂移,否则会出现重影导致图像模糊。如图2-40所示,样品是聚合物球。当扫描速度慢时,样品容易损坏和变形,并且快速扫描同时进行线积累。样本完好无损,图像仍然具有良好的信号噪声。比。7)降低电压:降低入射电子束的能量(降至v2)也可以有效地降低负荷效果。如图2-41所示,样品是聚苯乙烯球。加速电压在5kV时具有显着的负荷现象,并且负荷减少到2kV。但是,随着加速电压的降低,它也会带来分辨率降低的副作用。8)在非镜筒中用二次电子检测器或背散射电子检测器观察:当产生大量电荷时,大量二次电子被向上推,但二次电子被接收在镜筒中。电子信号过大,导致负荷,特别是在浸入模式下,此时使用探测器外极片,接收的电子信号量相对较小,可降低负荷效果,如图2-42所示 背散射电子能量高,并且由于电荷,其产率和出射方向远小于二次电子。因此,bse图像还可以有效降低电荷效应,如图2-43所示。二次电子和反向散射图像的比较。9)倾斜样品:以一定角度倾斜样品,这增加了样品中二次电子的产量,从而降低了负荷效果。此外,EM制造商也在开发减少或消除电荷的新技术,最常见的是低真空技术。低真空技术是消除样品电荷的一种非常有效的手段,但它要求电子镜本身配备这种技术。10)低真空模式:在低真空模式下,可以使用电离离子或气体分子来中和电荷,从而可以在没有涂层或恶劣的电磁镜条件的情况下消除负荷效应。然而,在低真空条件下,原始电子束将被气体分子散射,因此分辨率、 SNR、对比度将降低。如图2-44所示,生物样品可以观察到二次电子和背散射电子的无电荷效应,而无需电镀导电薄膜。

  • 【原创大赛】原子发射光谱仪常用检测器(PMT、CCD、CID)简介

    【原创大赛】原子发射光谱仪常用检测器(PMT、CCD、CID)简介

    仪器信息网论坛一直是我学习工作当中的一个好帮手,每次工作中遇到不懂的地方,在这里多多少少都能找到一些想要的信息,或者寻求帮助也总是能得到热心网友的回应,不胜感激。近期刚刚想了解一些有关光谱检测器的知识,在仪器信息网的论坛搜索了一下,发现有不少帖子,大家各抒己见,提供了许多宝贵的资料,于是将其中的一些信息稍作整理,同大家分享一下。光谱仪器的检测器有很多种,PMT、CPM(端窗式光电倍增管)、CCD、CID、PDA(光电二极管阵列)、InGaAs、SDD(硅漂移探测器)等,其中论坛讨论最多的主要是用于原子发射光谱仪的PMT、CCD、CID等,下文将从各个检测器的原理,优缺点以及相互间的比较做一介绍。一、基本原理及特点1.PMT(photomultiplier tube,光电倍增管)光电倍增管将微弱光信号转换成电信号的真空电子器件,可分成4个主要部分:光电阴极、电子光学输入系统、电子倍增系统、阳极。光电阴极受光照后释放出光电子,在电场作用下射向第一倍增电极(打拿极),引起电子的二次发射,激发出更多的电子,然后在电场作用下飞向下一个倍增电极,又激发出更多的电子。如此电子数不断倍增,阳极最后收集到的电子可增加 10E4~10E8倍,这使光电倍增管的灵敏度比普通光电管要高得多,可用来检测微弱光信号。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/12/201112131831_337911_2086240_3.jpg光电倍增管具有灵敏度高,噪声低及响应速度快的特点,所以被广泛地应用在许多光学仪器中作为检测器。PMT的寿命是比较长的,电子管真空度越高寿命就越长。虽然光电倍增管有许多优点,但该器件自身也有缺陷;灵敏度因强光照射(这也就是为何仪器在通电的情况下样品室盖子不能打开的原因)或因照射时间过长而降低,停止照射后又部分地恢复;鉴于光电倍增管的这种特性致使它随着使用时间的累加,灵敏度会逐渐下降(一般从长波长开始下降,俗称“红外紫移”)且噪声输出却逐渐加大,直至被弃用。我们把这种现象称为“疲乏效应”;光阴极表面各点的灵敏度不是均匀的,而是根据入射光束的输出变动而定。光电倍增管的灵敏度和工作光谱区间主要取决与于光电倍增光阴极和打拿极的光电发射材料。光电倍增管的短波响应的极限主要取决于窗的材料,而长波响应极限主要取决于阴极和打拿极材料的性能。一般用于可见-红外光谱区的光电倍增管用玻璃窗,而用于紫外光谱区的用石英窗。光阴极一般选用表面功函数低的碱金属材料,如红外谱区选用银-氧-铯阴极,可见光谱区用锑-铯或铋-银-铯阴极,而紫外谱区则采用多碱光电阴极或锑-碲阴极。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/12/201112141746_338132_2086240_3.jpg 滨松研制的μPMT滨松是PMT的主要供应商,至于价格,不同型号的PMT价格相差很大,几百到几万之间的都有。2010年 滨松光电开发出了全球首款可采用MEMS技术制造的小型光电倍增管“μPMT”。由于利用MEMS技术加工硅基板后,只需用2张玻璃基板封装即可,部件点数很少,因此可实现与半导体产品相当的大批量生产。原来的PMT单价为1万日元以上,但此次的μPMT“如果以量产为前提,价格可为数千日元”。当然,新生事物具体效果如何还有待考证。2.CCD(Charged Coupled Device,电荷耦合器件)CCD是一种固态检测器,由多个光敏像元组成,其中每一个光敏像元就是一个MOS(金属—氧化物—半导体)电容器。它的突出特点是以电荷作为信号,实现电荷的存的转移。因此,CCD工作过程的主要问题是信号电荷的产生、存储、传输和检测。好的CCD具有极高的电荷转移效率,一般可达0.999995,所以电荷在多次转移过程中的损失可以忽略不计。CCD的量子效率大大优于PDA和CID,在400~700nm波段优于PMT。但是,不同厂商制造的CCD在几何尺寸、制造方法、材料上有所不同,结果它们的量子效率差别较大。CCD在低温工作时,暗电流非常低,暗电流是由热生电荷载流子引起的,冷却会使热生电荷的生成速率大为降低。但是CCD的冷却温度不能太低,因为光生电荷从各检测元迁移到放大器的输出节点的能力随温度的下降而降低。CCD的简单动态范围非常大,宽达10个数量级。但在一些光谱分析中,如AES(原子发射光谱)中,实际的动态范围达不到那么大的值。一种扩展CCD动态范围的方法是根据光的强弱改变每次测量的积分时间。强信号采用短的积分时间,弱信号采用长的积分时间。这种方法测量强信号旁的弱信号非常不利,存在Blooming(溢出)的问题,特别是对于AES。通过改进CCD制作工艺生产出来的性能优秀的CCD已在不同程度上解决了这个问题。 CCD检测器可分为商用CCD检测器,还有专业CCD检测器。普通商用CCD检测器坏点较多,通过软件的插值计算,可以修正坏点,这就是市面上所谓“700万像素的CCD可以达到1000万像素的效果”,这种CCD检测器的成本比光电倍增管便宜。专业CCD检测器像素点之间的间距远小于普通的CCD,而且它不仅要求坏的像素点极少甚至没有外,一般还必须处理饱和溢出问题,所以光谱仪上用的CCD要比一般普通商业型CCD贵很多,据了解在2万美元左右。3.CID(charge injection device,电荷注入器件)CID是通过电极电压的改变使在检测单元两个电极势阱中电荷发生转移而进行读出、注入检测过程的,当电荷的转移、注入N型硅的衬底便在外电路中引起信号电流,由于它不需要将阵列检测器的电荷全部顺序输出而是直接注入单元体内衬底形成电流来读出的,因此这种方式是一种非破坏性的读出过程,具有防溢出功能。CID检测器为了保证检测器在真空紫外区有较高的灵敏度需要在器件表面涂以增敏剂,因此在此光谱区域的量子效率对增敏剂的依赖性较强。二、不同检测器之间的比较1 光电倍增管和CCDPMT光电倍增管采用电子管技术,是点(或线)测量,可在常温下测量有较好的信噪比。CCD采用半导体技术,是面扫描(分区)测量,须要深冷处理以提高信噪比数元素(全谱)。光电倍增管在分光后一次只能检测一个波长的光信号,而CCD

  • 未带电荷的物质可以被质谱检测到吗?

    未带电荷的物质可以被质谱检测到吗?

    如题,用三重四极杆建盐酸异丙嗪杂质A的方法,杂质A结构如图所示,精确分子量为199.04557,质谱模式为正离子模型,流动相为0.1甲酸-60mm乙酸铵(PH为4.8),理论上讲正离子模式下物质应该加氢带正电荷,那么杂质A扫描所得M/Z应该是200才对,可是现在SCAN模式下只能找到199,这是正常的吗?没有带电荷的物质能被质谱检测到吗?[img=,171,262]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/12/202112051016350372_684_5176699_3.png!w171x262.jpg[/img]

  • ICP中检测器CID以及CCD的对比

    自从20世纪70年代CID电荷注入式设备检测器就已经被使用,但只是最近几年对其技术才有了更明确的理解以及怎样更全面的应用他的经验。CID的概念最早是由通用电气公司设计半导体芯片的科学家们发明。采用Si的感光性特征,他们开发了一种简单的感光电容原理的X、Y(平面的)可设定地址的阵列,进而在1972年开发了第一个CID的相机。70年代和80年代不停的努力最终发明了现在采用的基本结构和读书技术的30多个专利。1987年7月通过杠杆买卖建立了CIDTEC这个公司。CID阵列上的每个像素可以单独通过行列电极的电子标定指数来寻址。不像CCD(电荷耦合式设备)在读数的时候会将像素中收集的电荷转移,电荷不会在CID阵列的点到点转移。电荷信息包在独立所选择的像素中的电容之间移动的时候,和所存储的信息电荷成正比的移位电流被读取。移位电流被放大,转换成为电压,作为部分复合视频信号或者数字信号输送给外部世界。由于信号电平被测定以后电荷完整无缺的保留在像素中,所以其读书是非破坏性的。要对新的帧进行几分而清除阵列,每个像素上的行和列电极就会即可切换到接地释放,或者“注射”电荷到底层。这种操作原理是的CID技术根本不同于其他成像技术,具有许多可以解决成像问题的技术优点。例如,CID照相机的非破坏性读书能力使得其可以传入高度曝光控制到静物的低光度观察。通过悬置电荷注射,使用者可以初始化多帧积分(延时曝光)同时能够在找到最佳曝光的时候再来观看图像。积分可以从毫秒高到几个小时(此时需要额外冷却检测器用来阻止有热所产生的暗电流的累积)。控制积分对于科学和照相应用特别是天文学非常有用。对于较明亮的光强,溢出和托尾效应讲的就是图像的扭曲,在固态视频照相机受到集中的、非一致的光的照射的时候。在读数的时候电荷会从过度饱和的单元溢出到邻近的像素或者位移寄存器(电荷转移原理),根除了部分图像。相反,CID图像更能够容忍强光,是由于光学过载在被照亮的像素上受到控制,电荷不会从像素集电极输出,因此其结构不提供繁殖过载的路径,电荷的径向铺展由于过量的电荷被引导到下置的电荷集电极而被缩小。这种固有的抗溢出能力保证了即便是在极端照明的条件下都有精确的图像,因此CID照相机已经有效的用于导弹追踪,半导体式样的鉴别,以及明亮物体的反射和出现引起在适当曝光的图像中的检验。CID阵列中的像素毗邻结构事实上没有可能损失图像细节的不透明区域而使图像更加精确。这一点对于在尺寸数据精确度非常严格的地方非常有用,特别是检查、测试、定位和追踪物体的边缘测定的时候。采用像素之间的处理技术,CID照相机目前普遍用于要求精确到半微米的设备的计量中。照相机独特的拓扑结构给激光轮廓的更精确重现的连贯照明提供了均一的像素到像素的相应;非常理想来用于光束诊断和分析。CID检测器同时提供了宽的光谱响应,从200到1100nm,允许捕捉从紫外到近红外的光源产生的图像。而且其PMOS结构降低了检测器发热的效应,使得CID比NMOS结构的CCD受到来自低强度发光环境中的破坏攻击更少。(NMOS结构用于许多CCD)。辐射稳定的CID目前用于核能、工业X射线,科学以及空间方面的应用。同时也用于几种机密的军工项目。CID中的每个像素都可以单独寻址,因此可以弹性的读数和选择处理。例如,循序扫描读数允许通过去除用于结合奇偶场(2:1交错扫描)的延迟来实时处理。相反,顺序的读取行(1,2,3,4等等)允许图像处理器在继续读取下一行的时候分析最近一行的视频信息。这些相机每秒60帧的输出提供了高速的操作而同时不用牺牲RS-170的兼容性,因此其兼容RS-170帧缓冲器,TV显示器和录像机。为了更有效联接的计算机界面,可使用二元格式的CID阵列(512*512, 256*256, 128*128)来匹配标准记忆格式。其正方形的像素简化了计算的运算法则,降低了处理的复杂性。含有这些阵列的照相机设计有高级功能,可以最大化图像处理能力,因此某些型号不支持限制性的用于广播电视的RS-170定时标准。但是有几家不同的厂商现在提供继承了这些照相机和RS-170系统元件的界面卡循序扫描同时开启了可以扩展用户选择范围的许多CID照相机的功能的大门。例如,在不需要全帧分辨但是需要更快捕捉的应用领域,“帧复位”是的照相机使用者可以降低垂直帧尺寸而取得更高的帧速率。如果降低要读取得的行,那么就可以更快速的读取“更短的”帧。帧复位在用户通过重新设定照相机用于新的帧扫描的控制情况下结束。对于在任意给定的时间内需要注意观看的区域很小的时候,“快速扫描”功能允许用户隔离感兴趣的多个区域,或者“窗口”来以正常的速率读数,同时在窗口之间以非常高的速度扫描。这种选择性的数据提取加速了读数,降低了数据容量,方便了高速处理。这种功能对于单独追踪几个不同的物体,同时以速度高达每秒几百像通过观察场的时候非常有用。显示或提取全部数据库图像中的一部分的过程(窗口)也用于高速观察制药瓶的具体部位,例如,读取检查盖帽定位或者查证呼气时间和标签代码。任意存取CID阵列(RACID)进一步拓宽了用户控制,通过提供在最大的扫描速率的时候以任意顺序选择性的读数来寻址规定的像素。读取顺序通过软件控制。RACID已经成功的应用于恒星追踪,天体导航应用,此时,指定的星体可以定位引导的读取和处理。CID照相机的“冻结帧”或者止动装置能力使得其能够精确的捕捉并读取不同时的高速时间。CID运算允许独立于照相机计时来捕获和处理图像,故用户可以定时照相机来捕捉事件,而不是定时事件来给照相机的“垂直熄灭间隔”(帧与帧之间的间隔时间,扫描返回到阵列的上端来准备读取新的帧。)随着瓶子沿着生产线往下走,在瓶子移动进入到照相机的观察区域的时候,可是系统感觉到同时结合注射约束功能。传感器继续扫描,但是读数暂停允许不间断的积分。可视系统在适当的时候激发闸门,同时瓶子的图像在传感器上捕捉到。在垂直熄灭间隔开始的时候,注射机制被释放来返回照相机到正常的状态。在熄灭完成,新的帧扫描开始的时候,所捕捉的图像继续读数。通过使用注射约束功能来即刻“控制”图像指导下一个圈帧开始扫描的时候可以取得不同时的图像,允许完整图像的读数。帧复位功能增加了在冻结帧应用方面的流量速度。在此案例中的瓶子移动到位的时候,可是系统引发帧复位,从而复位照相机用于新的帧扫描。闸门被开启,传感器在垂直熄灭间隔中捕捉图像。在熄灭完成新的帧扫描开始的时候,继续读取图像。可视系统不同时的复位照相机来响应任意的事件,提供所捕捉的图像几乎即刻的读数。60FPS每秒60帧的照相机不同时的可以捕捉并读取高到1800幅图像。采用窗口技术或者读取更小的帧可以允许更高的流量速度。

  • 【讨论】ICP峰行与检测器

    大家好,想请问大家一个问题,对于CID检测器而言,它是电荷注入式,以前工程师培训的时候,说一个元素谱线波长,打到检测器上是一个面来的,从检测器拍照那里可以看出,它是一个15*3的像素点来观察的,根据CID原理,应该这个面上是一个三维的立体结果(我也不知道怎么说,应该就好像一座山那样的结构吧),我想请问一下大家,从这个三维结构怎样转化到我们的平面峰的? 我自己有一个猜想:由于在这个面上后面有很多光电倍增管,由于是一个15*3(忘记了是15*3,还是20*3了),可能以纵坐标的光电倍增管采集信号,一个或多个采集的信号点总和,以15个点来拟合峰行?可能也不一定15个,我就猜想是纵坐标上是信号值,具体不知道取多少个点进行拟合? 还有一个猜想就是,它有点类似红外的,以波段来扫描出的峰,积分时间就是扫描总时间出来的总强度,因为在拍照的时候,最少的积分时间好像是0.01s,可能扫描一次至少是0.01s,(不过其实我觉得这个不大可能,但由于不是很懂,所以只有这两个猜想。) 请问大家我猜想对不对?还是它是用另一种方法来拟合的?具体怎么做的?谢谢?可以介绍一种比较容易理解的方法吗?谢谢

  • 光谱检测器知识介绍

    CID-电荷注入式固体检测器; SCD-分段式电荷耦合固体检测器; CCD-电荷耦合固体检测器; HDD-高动态范围(光电倍增管)检测器。 新型台式、便携式全谱直读光谱仪器 随着微电子技术的发展,固体检测元件的使用和高配置计算机的引入,发射光谱直读仪器的全谱技术进入全新的发展阶段。国外已有很多厂家推出新型的全谱直读光谱仪,除了已经开发的采用中阶梯光栅分光系统与面阵式固体检测器的全谱光谱仪外,采用特制全息光栅与线阵式固体检测器相结合,也可达到全谱直读的目的,而且使光谱仪器从结构上和体积上发生了很大变化,出现了新型的全谱直读光谱仪、小型台式或便携式的全谱直读仪器,可用于现场分析的光谱仪。给发射光谱仪器的研制开拓了一个崭新的发展前景。 传统的直读光谱仪器,一直采用光电倍增管(PMT)作为检测器,它是单一的检测元件,检测一条谱线需要一个PMT检测器,设置为一个独立通道。由于其光电性能和体积上的局限性,限制了发射光谱仪器向全谱直读和小型高效化的发展。CCD、CID等固体检测器,作为光电元件具有暗电流小,灵敏度高,有较高的信噪比,很高的量子效率,接近理想器件的理论极限值。且是个超小型和大规模集成的元件,可以制成线阵式或面阵式的检测器,能同时记录成千上万条谱线,并大大缩短了分光系统的焦距,使直读光谱仪的多元素同时测定功能大为提高,而仪器体积又可大为缩小,正在成为PMT器件的换代产品。 由中阶梯光栅与棱镜色散系统产生的二维光谱,在焦平面上形成点状光谱,适合于采用CCD、CID一类面阵式检测器,兼具光电法与摄谱法的优点,从而能最大限度地获取光谱信息,便于进行光谱干扰和谱线强度空间分布同时测量,有利于多谱图校正技术的采用,有效的消除光谱干扰,提高选择性和灵敏度。而且仪器的体积结构更为紧凑。因此,采用新型检测器研制新一代光谱仪器已成为各大光谱仪器厂家的发展方向。 传统的直读光谱仪器是采用衍射光栅,将不同波长的光色散并成像在各个出射狭缝上,光电检测器则安装于出射狭缝后面。为了使光谱仪能装上尽可能多的检测器,仪器的分光系统必须将谱线尽量分开,也就是说单色器的焦距要足够长。即使采用高刻线光栅的情况下,也需0.5m至1.0m长的焦距,才有满意的分辨率和装上足够多的检测器。所有这些光学器件均需精确定位,误差不得超过几个微米;并且要求整个系统有很高的机械稳定性和热稳定性。由于振动和温度湿度等环境因素的变化,导致光学元件的微小形变,将使光路偏离定位,造成测量结果的波动。为减少这类影响,通常将光学系统安置在一块长度至少0.5m以上的刚性合金基座上,且整个单色系统必须恒温恒湿。这就是传统光谱仪器庞大而笨重,使用条件要求高的原因。而且,由于传统的光谱仪是使用多个独立的光电倍增管和电路对被分析样品中的元素进行测定,分析一 个元素至少要预先设置一个通道。如果增加分析元素或改变分析材料类型就需要另外安装更多的硬件,而光室中机构及部件又影响了谱线的精确定位,就需要重新调整狭缝和反射镜。既增加投资又花费时间,很受限制。 采用CCD等固体检测器作为光谱仪的检测器,则光的接收方式不同,仪器的结构发生了重大变化:当分光系统仍采用传统的全息衍射光栅分光,检测器采用线阵式CCD固体检 测元件,光线经光栅色散后聚焦在探测单元的硅片表面,检测器将光信号转换成电信号,便可经计算机进行快速高效处理得出分析结果。此时检测器是由上万个像素构成的线阵式CCD元件,每个像素仅为几个微米宽、面积只有十几个平方微米的检测单元,对应于每个元素分析谱线的检测单元象素可以做得很小,检测单元相隔也可以做得很近,组成的CCD板也很小,因此分光系统的焦距也就可以大为缩短,要达到通常的分辨率,单色器的焦距只要15-30cm即可。这样分光室便大大缩小。而且从根本上改变了传统光谱仪的机械定位方式。谱线与探测像素之间的定位是通过软件实现,外界因素引起的谱线漂移,可通过软件的峰值和寻找功能自动进行校正,并获得精确的测量结果。 由于一个CCD板可同时记录几千条谱线,在测定多种基体、多个元素时,不用增加任何硬件,仅用电路补偿,在扫描图中找到新增加的元素,就可进行分析。由于光室很 小,所以无需真空泵,用充氩或氮气就可以满足如碳、磷、硫等紫外波长区元素的分析。使用CCD可以做全谱接收,而不会出现传统光谱仪常遇到的位阻问题,离得很近的 谱线也能同时使用,也无需选择二级或更高谱级的谱线进行测量。这就极大地减小了仪器的体积和重量,使光谱仪器可以向全谱和小型轻便化发展。 国际上已有几个厂家采用这种新技术(例如德国斯派克等公司),推出了新型台式以及便携式手提直读光谱仪,具有全谱直读功能,轻便实用,可以满足生产现场分析的需要。 这些新型台式及便携式直读光谱仪均采用光栅分光-CCD检测器系统,光谱焦距仅在15 ~17cm,小型、轻便,具有全谱直读的分析功能,其性能不亚于传统的实验室直读光谱仪器。这些仪器均具有:使用简单,操作容易,无需设置调整,无需用户校准,样品不需处理,稳定可靠,使用成本低便于携带等特点。具有可直接显示分析结果和金属类型、对/错鉴别,快速分类、黑色以及有色金属近似定量分析和等级鉴别,利用预置的通用或特别工作曲线,可作单基体或多基体分析,可以按照具体样品和用户的要求进一步制作工作曲线,以满足特殊工艺或材质的要求等功能。作为料场合金牌号鉴别、废旧金属分类、冶金生产过程中质量控制和金属材料等级鉴别的一种有效工具。可以携带到需要做可靠的金属鉴别或金属分类的任何地方,适合于现场金属分析 。是一种全新概念的金属分析仪。利用 CCD 光学技术和现代微电子元 件推出的小型化全谱直读仪器,或便携式的现场光谱分析仪,提供性能价格比最好的金属光谱分析仪器,将是解决冶金、机械等行业中金属材料现场分析的理想工具。也 是发射光谱分析仪器向多功能、高实用化的发展前景

  • 【线上讲座之十】:分光光度计的检测器(答疑结束)

    [B] [size=4][color=red][marquee]欢迎大家前来与nemoium(nemoium)先生一起就分光光度计的检测器知识进行交流切磋~!活动时间:2009年3月17日——3月31日[/marquee][/color][/size] [/B][color=#FFF8DC]00[/color][size=5][B][center]线上讲座第十期:分光光度计的检测器[/center][/B][/size][color=#00008B][center]提问参与时间:2009年3月17日---3月22日答疑解惑时间:2009年3月23日---3月31日[/center][/color][color=red][B][center]我们再次热烈欢迎nemoium(nemoium)先生光临仪器论坛进行讲座![/center] [/B][/color][center][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191651_625596_1622715_3.gif[/img][/center][B]导言:[/B]2009年的第一期线上讲座受到广大用户的热烈好评,而第二期的线上讲座又如期来至。我们很荣幸地又再次邀请到了nemoium(nemoium)先生对我们的分光光度计的各种检测器知识进行全面的普及和拓展,对研究这个方面的仪器人不失是一期很好的讲座内容。本期讲座共分五章,分别对分光光度计的五种检测器(电荷耦合检测器CCD、CMOS图像传感器、电荷注入检测器CID、PDA检测器、multi-anode PMT)进行详细的讲解和阐述,让我们更深刻地了解分光光度计的检测器系统。不管是刚接触者还是研究分光很深的人都有很大价值~再次感谢nemoium(nemoium)先生提供的丰富的讲座,也感谢nemoium(nemoium)先生与大家一起交流心得和经验。nemoium(nemoium)先生从事光谱维护和维修多年,有很丰富的仪器维护与维修的经验。欢迎大家就分光光度计关于检测器方面的问题前来提问,也欢迎高手前来与之切磋~[center][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701191651_625596_1622715_3.gif[/img][/center][B]特邀佳宾:[/B]anping、tutm、zhouyuhu、 chemweb、renzhihai及各版面版主专家等[B]参与人员:[/B]全体注册用户[B]活动细则:[/B]1、请大家就分光光度计的检测器系统方面的学术问题进行提问,直接回复本帖子即可,自即日起提问截至日期2009年3月31日2、凡积极参与且有自己的观点或言论的都有积分奖励(1-50分不等),提问的也有奖励[U][B]3、提问格式:[/B][/U]为了规范大家的提问格式,请按下面的规则来提问 :[color=#DC143C]尊敬的nemoium(nemoium)先生您好,我是仪器信息网会员***,对于……很感兴趣,请问:……[/color]

  • 【原创】白光LED电荷泵背光驱动器

    ADI最近推出 ADP8860ACBZ-R7白光LED电荷泵背光驱动器,它能使电池供电手持式设备的功耗降低多达45%,而且不影响显示质量。ADP8860ACBZ-R7集三项关键功能于一体:可编程背光 LED 电荷泵驱动器;用于自动控制 LED 亮度的光电晶体管输入;以及用于管理输出电流比例的 PWM(脉宽调制)输入。因此,它能根据环境照明强度和显示图像的白光成分自动改变电流强度,从而大幅降低功耗。ADP8860ACBZ-R7能自动执行该功能,无需利用处理器来监控光电晶体管,因而能进一步降低电源要求并简化便携式背光设计。 ADP8860ACBZ-R7最多能控制7只 LED,这些 LED 既可以成组用于背光控制,也可以各自独立用于键盘照明、指示灯照明或趣味灯饰1。每只 LED 的渐变均可编程,以便设计人员定制渐亮、渐暗、衰减和关闭时间。 ADP8860ACBZ-R7 WLED 背光驱动器的主要特性和优势,PWM 输入特性支持内容自适应背光控制,光电二极管输入特性支持环境光自动检测,中断输出特性通过限制处理器介入使功耗降至最低,可以通过I?C 兼容接口轻松地对照明转换点和迟滞进行编程,先进的渐变和调光选项可增强媒体观看体验。

  • 【原创】主流品牌全谱直读ICP简单调研之检测器

    【原创】主流品牌全谱直读ICP简单调研之检测器

    [size=3][font=宋体]主流产品主要采用[/font][font=Times New Roman]CCD[/font][font=宋体](电荷耦合)、[/font][font=Times New Roman]SCD[/font][font=宋体](分段电荷耦合)和[/font][font=Times New Roman]CID[/font][font=宋体](电荷注入)三种检测器。[/font][/size][size=3][font=Times New Roman]SCD[/font][font=宋体]为[/font][font=Times New Roman]PE[/font][font=宋体]公司的专利(其实这东西应该没什么专利吧!),[/font][font=Times New Roman]Optima 7300 V[/font][font=宋体]和[/font][/size][size=3][font=Times New Roman]Optima [/font][/size][size=3][font=宋体]([/font][font=Times New Roman]7100 /7200/7300 DV[/font][font=宋体])[/font][font=宋体]就是采用此检测器;热电([/font][font=Times New Roman]iCAP6300[/font][font=宋体])和利曼([/font][font=Times New Roman]Prodigy XP[/font][font=宋体])采用的是[/font][font=Times New Roman]CID[/font][font=宋体]检测器;瓦里安([/font][font=Times New Roman]700-ES[/font][font=宋体]系列)、[/font][font=Times New Roman]PE[/font][font=宋体]([/font][/size][size=3][font=Times New Roman]Optima 7000 DV[/font][/size][size=3][font=宋体])、斯派克([/font][font=Times New Roman]GENESIS[/font][font=宋体])、[/font][font=Times New Roman]JY[/font][font=宋体]([/font][font=Times New Roman]Activa[/font][font=宋体]系列)和岛津([/font][font=Times New Roman]ICPE-9000[/font][font=宋体])均采用的是[/font][font=Times New Roman]CCD[/font][font=宋体]检测器。[/font][/size][size=3][font=Times New Roman]CCD[/font][font=宋体]检测器是破坏性读出,存在电荷溢出的现象;[/font][font=Times New Roman]SCD[/font][font=宋体]属于对[/font][font=Times New Roman]CCD[/font][font=宋体]的一种改进,它可以解决[/font][font=Times New Roman] CCD[/font][font=宋体]全部读出的缺点,在[/font][font=Times New Roman]SCD[/font][font=宋体]段与段之间无溢出现象,但不能解决段内溢出现象;[/font][font=Times New Roman]CID[/font][font=宋体]检测器为非破坏性读出,具有防溢出和摄谱功能,但其量子效率、暗电流水平和读数噪声均不如[/font][font=Times New Roman]CCD[/font][font=宋体]。[/font][/size][size=3][font=宋体]当然目前所有采用[/font][font=Times New Roman]CCD [/font][font=宋体]检测器的公司都是经过自己特殊设计的,比如:[/font][font=Times New Roman]Varian [/font][font=宋体]的[/font][font=Times New Roman]ICP 720 [/font][font=宋体]以上系列使用的[/font][font=Times New Roman]CCD[/font][font=宋体],具有很高的数据读取速度和抗溢出设计,并且也能够进行摄谱、光谱指纹分析;热电([/font][font=Times New Roman]iCAP6300[/font][font=宋体])、利曼([/font][font=Times New Roman]Prodigy XP[/font][font=宋体])分别采用新一代[/font][font=Times New Roman]RACID86[/font][font=宋体]和[/font][font=Times New Roman]RACID84 CID[/font][font=宋体]检测器,听说其其量子效率、暗电流水平和读数噪声等性能均可与[/font][font=Times New Roman]CCD[/font][font=宋体]媲美。[/font][/size][size=3][font=宋体]如果对[/font][font=Times New Roman]CID[/font][/size][font=宋体][size=3]检测器有所偏爱,可以看看下面的一些数据。[/size][/font][align=center][size=3][img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/06/201006041634_222320_1632583_3.jpg[/img][/size][/align][size=3][font=Times New Roman]RACID84:[/font][/size][size=3][font=Times New Roman] [/font][/size][url=http://www.thermo.com.cn/Product678.html][size=3][font=Times New Roman]http://www.thermo.com.cn/Product678.html[/font][/size][/url][size=3][font=Times New Roman]RACID86: [/font][/size][url=http://www.thermo.com.cn/Product681.html][size=3][font=Times New Roman]http://www.thermo.com.cn/Product681.html[/font][/size][/url]

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