Spettrometro ad Emissione Ottica CCD - ARL QuantoDesk
Lanciato nella primavera del 2004, l’ARL QuantoDesk è stato concepito come il più piccolo Spettrometro ad Emissione Ottica del mercato basato sulla tecnologia CCD. Offre molte delle capacità analitiche tipiche delle unità da laboratorio più grandi, abbinate però ad una maggior flessibilità e ad un costo inferiore. I Clienti lo possono utilizzare per analisi quantitative e qualitative in ambienti difficili quali le fonderie o per un controllo di qualità laddove si richieda flessibilità. Può essere collegato a qualsiasi PC che operi in ambiente Windows XP Professional e impiega il nuovo software WinDPI di Thermo. Offrendo ai clienti una soluzione economicamente più interessante senza compromessi sulle sue caratteristiche intrinseche, l’ARL QuantoDesk prende il posto del sistema Thermo ARL Assure.
I produttori di Spettrometri hanno utilizzato i detector allo stato solido sin dal loro avvento sul mercato perché sono caratterizzati da un’ottica di dimensioni ridotte in strumenti compatti. Tra i vari detector allo stato solido si sono rapidamente imposti i dispositivi CCD (Charge Coupled Device) che sono già ben radicati come standard industriale nella fotografia digitale e nelle analisi dell’immagine nel campo scientifico e medico. Le piccole dimensioni dei chip CCD permettono di ridurre notevolmente le dimensioni del sistema ottico e di sistemarlo in unità da banco. Nella Spettrometria ad Emissione Ottica sono tipicamente utilizzate quattro diverse architetture: Paschen-Runge, Echelle, Campo-Piano e Czerny-Turner.
Poiché l’industria metallurgica necessita di strumenti stabili ed affidabili, la Thermo ha optato per la configurazione semplice basata sul concetto di ottica a Campo-Piano. L’ottica comprende una fenditura di entrata, una lente, un reticolo e un detector CCD. Diversamente da altri montaggi ottici, non vi è la necessità di specchi o di ottiche intermedie con questa tecnologia. Mentre il montaggio Paschen-Runge richiede numerosi CCD, con i conseguenti problemi di affidabilità e stabilità, l’approccio CCD permette di avere un unico sistema di rilevazione con procedure semplificate di calibrazione e di correzione per la deriva. Viene garantita la completa copertura dell’intervallo di lunghezze d’onda compreso tra 170 e 410 nanometri, che è fondamentale per l’analisi multi-elementare e multi-base.
ARL QuantoDesk utilizza un CCD da 8044 detector (denominati pixel) della misura di 7 x 7 µm ed è ricoperto da un rivestimento fluorescente per aumentare la sensibilità (specialmente per le righe UV). Un dispositivo Peltier viene utilizzato per raffreddare il detector. I detector hanno uno strato fotosensibile sul quale i fotoni incidenti sono rilevati grazie ad un sistema di raccolta dei foto elettroni. Al termine del periodo di acquisizione, il segnale viene elaborato e convertito in modo digitale. Gli spettri sono memorizzati per permetterne la visualizzazione grafica e vengono elaborati per calcolare le intensità del picco e le concentrazioni degli elementi. La scala dei pixel è trasformata in lunghezze d’onda. Per ciascun programma di misura, vengono definite le lunghezze d’onda analitiche e si trasformano le informazioni spettrali in concentrazioni.
Se da un lato i CCD rendono possibile la produzione di strumenti da banco di dimensioni più compatte, dall’altro impongono ottiche più piccole con risoluzione più limitata. Fortunatamente, con la registrazione di tutto lo spettro, offrono immense possibilità di trattamenti matematici che aumentano la risoluzione numerica dello spettro, permettendo una correzione automatica della deriva, una correzione del fondo spettrale, il filtraggio del segnale, la sua deconvoluzione e molte altre funzioni di elaborazione
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