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1 简介

光谱分析是一种非常成熟的分析方法，在化学分析、环境检测、气相色谱、光学透镜吸收和透过率测量、食品检测、生物化学、生命科学、医学和制药工业等众多应用领域中都有非常广泛的应用，几乎涉及无机分析的所有领域，在有机分析中也占有一定的比重，并呈逐渐上升趋势。 传统的分光光度计存在价格高、体积大、操作复杂、需要专门维护、测量速度慢等缺点，只能在实验室中使用。 随着微电子领域多像素光学探测器和光纤技术的快速发展，生产低成本的光谱仪成为可能。 新一代微型光纤光谱仪具有低成本、高分辨率、便携和高速测量等优点，可轻松应用于在线检测和实验室测量。 下面以荷兰Avantes公司的微型光纤光谱仪Avantes2048为例，介绍微型光纤光谱仪在紫外-可见光吸收测量中的应用。

2、Avantes2048光谱仪

2.1 仪器原理

荷兰Avantes公司AvaSpec2048光谱仪，采用对称光路设计，焦距75mm，包括光纤接头（标准SMA接口，也可选择其他类型接口）、准直镜、衍射光栅、聚焦镜,Sony ILX554B 2048像素线阵CCD探测器，波长范围2001100nm，最高分辨率0.04nm，提供USB1.1或USB2.0接口、RS232接口和I/O数/模接口。

2.2 功能与特点

2.2.1 更宽光谱范围更高分辨率的对称光路设计

2.2.2 体积小，只有手掌大小

2.2.3 即插即用，无需手动设置

2.2.4 温度稳定性好光纤光谱仪的优缺点，热漂移小

AvaSpec2048光谱仪的光学元件和底板采用无应力组装，出厂前均经过特殊工艺处理。 因此，环境温度对光谱仪的影响很小，环境温度每变化1℃，环境温度仅漂移0.1个像素。 出色的温度稳定性确保了其长期测量的准确性和可重复性。

2.2.5 历史通道功能

AvaSpec2048 光谱仪可以随时间同时监测多达 8 个输出参数，例如用户定义的函数、积分、峰值（波长、相对强度）等。函数可以用 VBScript 代码编写。 定时测量结果可以存储、加载或打印。 缩放和全景显示功能可以将计时测量结果中感兴趣的部分快速放大到全图显示。

2.2.6 过程控制

AvaSpec2048光谱仪可以通过AvaSoftPROC过程控制软件设置8个时间序列函数的最大值和阈值。 当测量值超出设定范围时，电路板上I/O口的8个引脚会给出一个TTL电平作为响应。 这些TTL信号可以直接与工业环境中的可编程控制器连接，实现在线自动控制。

2.3 典型应用测量

2.3.1 气体成分测量的典型应用：

其测量原理是对于具有一定成分的气体，存在独特的特征吸收峰。 根据这些吸收峰的位置和强度，我们可以判断气体的成分和含量。 除AvaSpec2048光谱仪外，测量装置还需配置AvaLightDH氘钨卤素灯平衡光谱光源和气体检测气室。 例如空气质量检测、有害气体成分分析、火山气体检测等都属于此类应用。

2.3.2 液体浓度检测的典型应用：

根据 Lambert-Beer 定律，吸光度与浓度之间存在线性关系：

A=e*c*l

其中A为吸光度（消光），e为被测物质的消光系数，c为浓度光纤光谱仪的优缺点，l为光程。 液体样品的浓度可以通过测量吸光度来获得。 吸光度测量专用探头可直接插入样品中进行测量。 配合AvaSpec2048光谱仪、光源和专用软件，可方便地应用于食品质量检测、化学浓度分析、水质检测等应用领域。

2.3.3 固体吸收率测量的典型应用：

固体中的特定成分对穿过它们的光具有独特的特征吸收峰。 通过测量固体的透射光谱，可以很方便地研究固体的光学性质和成分性质。 此类应用的示例包括玻璃工业、光学透镜的吸收和透射率研究、生物研究和制药工业。

3.结论

采用AvaSpec2048微型光纤光谱仪进行吸光度测量具有性价比高、灵敏度高、测量精度高、测量速度快、操作简单等特点，且体积小，易于集成到系统中进行在线监测.