Manuál uživatele Amadeus a Quantum Software Číslo dokumentu 017-70000-000-01-0709 Kanceláře: Ocean Optics, Inc. World Headquarters 830 Douglas Ave., Dunedin, FL, USA 34698 Telefon: 727.733.2447 Fax: 727.733.3962 08.00-20.00 (po-čt), 08.00.- 18.00 (pá) EST E-mail: Info@OceanOptics.com - všeobecné dotazy k prodeji Orders@OceanOptics.com - dotazy k objednávkám TechSupport@OceanOptics.com - technická podpora 017-70000-000-02-0709 1 / 13
Další kanceláře: Ocean Optics Asia 666 Gubei Road, Kirin Tower, Suite 601B, Changning District, Shanghai, PRC. 200336 Telefon: 86.21.5206.8686 Fax: 86.21.5206.8686 E-mail: Sun.Ling@OceanOptics.com Ocean Optics EMEA Centrum podpory a prodeje Geograaf 24, 6921 EW DUIVEN, The Netherlands Telefon: 31-26-3190500 Fax: 31-26-3190505 E-mail: Info@OceanOptics.eu Regionální ústředí Maybachstrasse 11 73760 Ostfildern Telefon: 49-711 34 16 96-0 Fax: 49-711 34 16 96-85 E-mail: Sales@Mikropack.de Copyright 2009 Ocean Optics, Inc. Všechna práva vyhrazena. Žádná část této publikace nesmí být reprodukována, ukládána do vyhledávacího systému, nebo předávána jakýmikoli prostředky (elektronicky, mechanicky, fotokopírováním, zaznamenáváním nebo jinak) bez písemného svolení Ocean Optics Inc.. Tento Manuál je prodáván jako součást objednávky a za podmínky, že nesmí být zapůjčen, prodán, pronajmut nebo jinak uveden do oběhu prodejem ani jinak, bez předchozího písemného svolení Ocean Optics, Inc., v jakékoliv formě vazby nebo obalu jiné než ve které je publikován. Ochranné značky Veškeré produkty a služby uvedené v tomto dokumentu jsou ochranné značky, značky služeb, registrované obchodní značky nebo registrované značky služeb jejich příslušných vlastníků. Omezená odpovědnost Společnost Ocean Optics vyvinula veškeré úsilí pro zajištění toho, že tento Manuál je maximálně kompletní a přesný - nicméně nesmí být předpokládána žádná jeho garance nebo vhodnost. Informace jsou poskytovány na základě "as is". Společnost Ocean Optics, Inc. nenese žádnou odpovědnost vůči jakékoliv fyzické osobě nebo právnické osobě co se týče jakékoliv ztráty nebo škody vzniklé z informací obsažených v tomto Manuálu. 017-70000-000-02-0709 2 / 13
Obsah O tomto Manuálu...... 4 Účel a určení dokumentu... 4 Shrnutí dokumentu... 4 Dokumentace související s výrobkem... 4 Upgrade... 4 Kapitola 1: Úvod do spektroskopie... 5 Spektroskopie v kostce... 5 Spektrogramy... 6 Spektrometr s polem CCD... 7 Optická omezení... 7 Kapitola 3: Příslušenství Amadeus... 9 Vzorkovací jednotka Amadeus... 9 Příslušenství optického kabelu Fluorescence... 9 Zrcadlo... 10 Držák žárovky... 10 Údržba... 11 Péče o optický kabel... 11 Péče o spektrometr... 11 Vyhledávání a odstraňování problémů... 12 Často kladené otázky... 13 017-70000-000-02-0709 3 / 13
O tomto Manuálu... O tomto Manuálu... Účel a určení dokumentu Tento dokument Vám poskytne instrukce pro instalaci a provoz Vašeho systému Amadeus. Shrnutí dokumentu Kapitola Kapitola 1: Úvod do spektroskopie Kapitola 2: Ikony Quantum Software Kapitola 3: Příslušenství Amadeus Kapitola 4: Experimenty Kapitola 5: Aplikace Příloha: Údržba Popis Poskytuje přehled o spektroskopii a spektrometrech. Obsahuje seznam ikon a jejich funkce v software Quantum. Obsahuje seznam příslušenství Amadeus. Poskytuje množství různých experimentů prováděných s pomocí Amadeus a software Quantum. Obsahuje aplikace pro Amadeus a software Quantum. Obsahuje doporučenou údržbu a tabulku možných problémů a doporučených řešení. Dokumentace související s výrobkem Pro přístup k dokumentaci výrobků Ocean Optics navštivte naši webovou stránku http://www.oceanoptics.com Zvolte Technical - Operating Instructions a následně zvolte z roletkových seznamů příslušný dokument. Případně můžete použít hledání podle čísla modelu (Search by Model Number) ve spodní části webové stránky. Návody k výrobkům Ocean Optics najdete také na CD Software and Technical Resources dodávaném se systémem. Technickou dokumentaci najdete na webové stránce pod Technical Engineering Docs. Upgrade Občas můžete zjistit, že potřebujete provést změny nebo upgrade Vašeho systému. Pro usnadnění těchto změn nejprve musíte kontaktovat zákaznickou podporu (Customer Support) a získat číslo RMA (Return Merchandise Authorization = oprávnění zpětného odkoupení). Pro specifické instrukce k vracení výrobku laskavě kontaktujte společnost Ocean Optics. 017-70000-000-02-0709 4 / 13
Kapitola 1 Kapitola 1: Úvod do spektroskopie Spektroskopie v kostce Spektrometr je zařízení, které láme světlo do různých barev rozkladem nebo rozptylem různých vlnových délek. Déšť toto provádí refrakcí světla a tím vytváří duhu - od fialové přes žlutou až k červené barvě. Toto rozložení barev se nazývá viditelné spektrum. Lidské oko může pozorovat světlo v rozsahu vlnových délek od 380 nm (fialová) do 780 nm (hluboce rudá). Jiní tvorové mohou vidět světlo v jiných rozsazích. Stejný efekt můžete pozorovat při odrazu světla na CD disku. Velmi jemné značky (pits) na CD jsou tak malé, že se blíží vlnové délce světla a způsobují difrakci (lom) světla za vzniku spektra. Povrch CD disku působí jako difrakční mřížka. Ve skutečnosti se jedná o reflexní difrakční mřížku. 017-70000-000-02-0709 5 / 13
Kapitola 1 Pokud chcete zjistit, jak funguje motocykl - nejlepším způsobem je rozebrat jej na jednotlivé součásti a tak zjistit, z čeho je vyroben. Spektrogramy POZNÁMKA Zkuste si na webu vyhledat slova označená modře. Níže jsou uvedena tři spektra, která lze pozorovat pomocí tradičního spektroskopu. Toto je spektrum lampy s wolframovým vláknem: Toto je spektrum slunečního světla: je to podobné spojité spektrum - nicméně obsahuje jemné tmavé linie způsobené absorpcí určitých vlnových délek ve sluneční a zemské atmosféře. Tyto linie se nazývají Fraunhoferovy linie. Toto je emisní spektrum výbojky s plynným vodíkem. Ukazuje, že plynný vodík emituje světlo poiuze na určitých vlnových délkách. Vybuzené atomy vodíku emitují specifické série úzkých spektrálních linií nazývané Balmerovy série. 017-70000-000-02-0709 6 / 13
Kapitola 1 Spektrometr s polem CCD Pozorování slunečního světla spektrometrem nám řekne mnoho o tom, jak funguje. Pokud máte kapesní spektrometr, můžete porovnat tradiční spektrogram se zobrazením software Quantum. Sluneční světlo vstupuje do spektrometru štěrbinou šířky 50 mikronů. Tato štěrbina je velice úzká - pouze 5 setin milimetru. V konvenčním spektrometru uvidíte spektrum a veškeré absorpční linie budou zobrazena jako tmavé čáry. Tyto linie odpovídají ostrým poklesům v grafu spektra Quantum. Světlo prochází optikou zaostřovacích zrcadel a reflexní mřížkou. Spektrum dopadá na lineární pole CCD (CCD array) se 250 miniaturními senzory v řadě tak, že každý senzor (často také nazývaný "pixel") v poli odpovídá jedné vlnové délce. Počet fotonů dopadajících na každý pixel je konvergován na napětí a toto napětí dále na hodnotu "X" v grafu. Osa X je v měřítku podle počtu pixelů (= vlnová délka) Optická omezení Spektrometr může zobrazit špičky (peaks) se separací méně než 4 nm. Toto je omezení jeho rozlišení. Rozlišení spektrometru je limitováno mnoha faktory, včetně následujících: šířka štěrbiny specifikace mřížky (počet linií na mm) a její kvalita počet pixelů v poli fyzická velikost systému Toto způsobuje zjevný rozptyl emisních a absorpčních linií v zobrazení Quantum, takže tyto linie se jeví jako ostré Gaussovy špičky (peaks), nicméně je zde stále nápadně vysoké rozlišení pro kompaktní přístroj. V chemických aplikacích toto nepředstavuje problém, protože absopční špičky jsou obvykle široké několik stovek nanometrů. Pomocí software Quantum budete de facto s rozmyslem a uváženě "vyrovnávat" spektrum zprůměrováním výstupu pole. Pro chemické aplikace je mnohem důležitější citlivost nebo dynamický rozsah. Toto umožňuje spektrometru detekovat malé změny absorpce na ose Y. 017-70000-000-02-0709 7 / 13
Intenzita Kapitola 1 Spektrogram optického spektrometru Vlnová délka štěrbina 50 μm Takhle nějak vypadá emisní spektrum. Toto je z vodíkové lampy pro pozorování Balmerových linií: Spektrogram Quantum Spektrogram optického spektrometru Emisní linie vypadají jako ostré špičky. Prvky lze identifikovat podle jejich emisních špiček. Uvědomte si, že některé špičky jsou mimo viditelný rozsah. 017-70000-000-02-0709 8 / 13
Kapitola 3 Kapitola 3: Příslušenství Amadeus Vzorkovací jednotka Amadeus Pro chemické aplikace je nutná vzorkovací jednotka - ta poskytuje konstantní osvětlení roztoků v kyvetách a eliminuje vliv okolního světla. Vzorkovací jednotka obsahuje wolframovou lampu poskytující zdroj referenčního světla s vyrovnaným širokým spektrem. Pro měření absorbance slouží přímý (inline) konektor optického kabelu. Postranní vstupní konektor slouží pro měření fluorescence. Příslušenství optického kabelu Fluorescence Příslušenství Fluorescence se připojuje k postrannímu konektoru. Optický kabel má větší průměr (400 mikronů) pro snímání slabšího fluorescenčního signálu. Zrcadlo podporuje zesílení fluorescenčního efektu odrazem světla zpět do vzorku. 017-70000-000-02-0709 9 / 13
Kapitola 3 Zrcadlo Neztraťte toto drobné příslušenství! Zrcadlo ve tvaru "L" maximalizuje světlo pro fluorescenci, nicméně musí být použito vždy, protože zajišťuje bezpečné držení kyvety. Pro zablokování světla nebo získání tmavé hodnoty otočte zrcadlo o 90. Držák žárovky Pro demontáž montážní podskupiny držáku žárovky použijte imbusový klíč k povolení šroubu bez hlavy. 017-70000-000-02-0709 10 / 13
Příloha Údržba Péče o optický kabel Optické kabely obsahují skleněné jádro. Nesmí být ohýbány s poloměrem menším než 10 cm. Pokud je konec kabelu znečištěný, použijte k jeho očištění utěrku na objektivy a alkohol. Pokud kabel nepoužíváte, použijte příslušnou krytku. Péče o spektrometr Spektrometry Ocean Optics jsou přesné přístroje, navržené jako lehká přenosná zařízení. Dodržujte následující preventivní opatření. Zabraňte nárazům a pádům Zabraňte působení extrémních teplot Pokud byl přístroj vystaven teplotám pod bodem mrazu, ponechejte jej před použitím hodinu při pokojové teplotě Zabraňte dlouhodobému vystavení přístroje přímému slunečnímu záření Pokud přístroj nepoužíváte, nasaďte protiprachový kryt 017-70000-000-02-0709 11 / 13
Příloha Vyhledávání a odstraňování problémů Problém Možná příčina Doporučené řešení Ikony jsou "šedé". Nesprávně připojený USB kabel. Ukončete software Quantum, odpojte a znovu připojte USB kabel, a znovu spusťte software. Stopa je vylmi nízká. Příliš málo světla. Je nastavený zoom. Zvyšte integrační čas. Umístěte optický kabel tak, aby přijímal více světla. Zkuste zoom+ nebo numerický zoom na Stopa je mimo stupnici intenzity. Stopa nízké vlnové délky v režimu Absorbance nebo Transmission je hrotitá a skoková. Ve spektru se vyskytují se neočekávané ostré špičky. Fluorescenční signál z postranního konektoru optického kabelu je velmi slabý. Příliš mnoho světla. Je nastaven zoom+. Pod hodnotou 400 nm má lampa vzorkovací jednotky nízkou intenzitu. V režimu Absorbance a Transition je poměr signál/šum příliš nízký pro poskytnutí spolehlivého signálu. V blízkosti se nachází fluorescenční lampa. Používáte nesprávný optický kabel. Kinetická linie je velmi plochá. Je nastaven příliš široký rozsah grafu. ose Y. Snižte integrační čas. Umístěte optický kabel tak, aby přijímal méně světla. Klikněte na zoom-. Použijte numerický zoom pro zahájení osy X na hodnotě 450 nm. Vypněte nebo odstraňte fluorescenční lampu. Tato lampa emituje spektrální linie rtuti. Ujistěte se, že k postrannímu konektoru je připojen kabel P-600-1-SR 600 mikronů. Použijte numerický zoom na ose Y pro zobrazení pouze toho rozsahu absorbance, ve kterém pracujete. 017-70000-000-02-0709 12 / 13
Příloha Často kladené otázky Jak mohu získat upgrade software? Upgrade je dostupný u Vašeho distributora. Upgrade software je bezplatný. Jak pevný je kabel z optických vláken? Jádro kabelu je vyrobeno ze skla. Kabel neohýbejte s poloměrem menším než 10 cm. Mohu používat spektrometr venku? Ano - ale pouze v suchém a teplém počasí. Pouzdro nevystavujte přímému slunečnímu záření. Spektrometr je laboratorní přístroj a není navržen k používání v "drsném" prostředí. Vylil jsem chemikálie do držáku kyvety. Co mám dělat? 1. Pomocí šestihranného klíče demontujte modul lampy. 2. Očistěte lampu měkkou vlhkou tkaninou. 3. Držák kyvety vymyjte deionizovanou vodou. 4. Vysušte vzduchem. Namontujte zpět. Kde mohu koupit optický kabel 600 microů Fluorescence? Je dostupný u Vašeho distributora. Provádím pozorování při velmi slabých úrovních zdroji světla. Jak mohu dostat do spektrometru více světla? Použijte kabel 600 mikronů. Tímto způsobem lze získat až desetinásobek světla než při použití kabelu 50 mikronů. Alternativně použijte bez vlákna, ale při nepoužívání nasaďte protiprachovou krytku. Jak mám kalibrovat spektrometr? Spektrometry Red Tide a Amadeus jsou kalibrovány ve výrobě. Vážný náraz může způsobit chybu kalibrace, nicméně při normálním používání není rekalibrace požadována. Kalibraci můžete překontrolovat porovnáním s knihovnou emisních spekter. V případě problémů kontaktujte Vašeho distributora. 017-70000-000-02-0709 13 / 13