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SphereSpectro 150H Komplettsystem

UV/VIS/NIR Spektralphotometer für klare, trübe bzw. diffuse Proben

App. 043

Die UV/VIS/NIR Spektroskopie ist eine seit Jahrzehnten etablierte Messtechnik mit vielen Anwendungen.

Vermessung von klaren Proben

Der häufigste Fall ist die Vermessung von klaren, nicht streuenden Proben. Hierbei werden meist Absorption, Reflexion und Transmission gemessen (DIN 5036-3 sowie CIE-130-1998). Gerade der spektrale Absorptionskoeffizient µa welcher sich bei klaren Proben gemäß des Lambert-Beer Gesetztes ermitteln lässt ist für die weitere Analyse eine wichtige physikalische Größe, da sie Aussagen über die Zusammensetzung der Probe erlaubt.

Herausforderung diffuse bzw. trübe Proben

Eine größere Herausforderung ist diese Vermessung bzw. Untersuchung bei streuenden/trüben Proben da hierbei eine Vielzahl von Effekten wie die Streuungen im Material, die Absorption und die Remission berücksichtigt werden müssen. Physikalisch heißt dies, dass neben dem spektralen Absorptionskoeffizient µa zudem der spektrale effektiven Streukoeffizienten µs' (auch reduzierter Streukoeffizient genannt) ermittelt werden muss. Gelingt dies ist beispielsweise die Analyse von diffus streuenden pharmazeutischen Tabletten möglich. Andere sind Milch, Kühlschmierstoffe, Lebensmittel wie Käse, etc. Für die Streuung liefert der effektive Streukoeffizient µs' (auch reduzierter Streukoeffizient genannt) weitere Analysemöglichkeiten.

example concentration

Hierfür bieten wir mit dem SphereSpectro 150H ein einzigartiges Spektrophotometersystem, zur gleichzeitigen Unterscheidung und Quantifizierung des spektralen Absorptionskoeffizienten als auch des spektralen effektiven Streukoeffizienten von streuenden Medien, an. Klassische Messungen im 8°/d sind auch möglich, d.h. mit dem Messsystem kann der messtechnische erreichbare Raum von Altbekannten zu Neuem erweitert werden.

Anwendungen sind beispielsweise

  • Materialanalyse
  • Biophotonik
  • Inhaltsbestimmung
  • Qualitätssicherung
  • Chemometrie
  • Lebensmittelanalyse
  • Pharmazie und Kosmetik
  • Rendering basierend auf physikalischen Parametern

Was genau sind streuende Medien/Proben?

Streuende Medien sind Materialien, in die Licht eindringen kann, sich dann aber aufgrund von Streuzentren, welche die Ausbreitungsrichtung beeinflussen (Streuung), in verschiedene Richtungen ausbreitet. Diese Streuzentren sind Bereiche im Medium, die einen anderen Brechungsindex als das Basismedium (Matrix) aufweisen, z.B. wenn sich an dieser Stelle ein Partikel befindet. Bei streuenden Medien kann daher Licht wieder aus der Seite austreten, auf der es ursprünglich eingestrahlt wurde, der sogenannte diffuse Reflexionsgrad. Zusätzlich kann das Licht an der Grenzschicht des Mediums in Form einer (gerichteten) Reflexion reflektiert werden. Beide Effekte zusammen werden als gesamte Remission bezeichnet. Bei Proben, deren Geometrie im Vergleich zur Lichtausbreitung gering ist, kann das Licht auch auf allen anderen Seiten austreten. Die Gesamttransmission bezieht sich auf den Anteil des Lichts, der eine Probe durchdringt und besteht aus zwei Komponenten, der kollimierten Transmission und der diffusen Transmission. Die kollimierte Transmission ist der Anteil des Lichtes, der ohne Wechselwirkung direkt durch die Probe hindurchgeht, d.h. nicht gestreut oder absorbiert wurde. Die diffuse Transmission wiederum ist der Anteil des Lichts, der nach der Wechselwirkung entsteht, d.h. nach der Streuung im Medium.

Effects of light propagation

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