NIST-Rückführbarkeit
Alle unsere kalibrierten Lampen werden sorgfältig gemessen und geprüft. Lampen werden gegebenenfalls vorbehandelt und ausgewählt. Die Messungen der Bestrahlungsstärke werden in unserem speziell dafür ausgestatteten Kalibrierlabor aufgezeichnet. In den USA stellt das National Institute of Standards and Technology (NIST) Original-Unsicherheiten für seine Standardlampen bereit. Diese variieren nach Wellenlänge und Lampenaufbau. Im Vergleich zu den Unsicherheiten der NIST-Standards wird während unseres Messverfahrens eine weitere, kleine Unsicherheit eingeführt. Tabelle 1 und 2 zeigen die Unsicherheitswerte (NIST und Newport) für die 1000 W Quarz-Wolfram-Halogenlampe und 30 W Deuteriumlampe.
Tabelle 1: k = 2 Unsicherheitswerte für 63978 1000 W Quarz-Wolfram-Halogenlichtquelle
|
Wellenlänge (nm) |
Angenäherte NIST-Unsicherheit (%) |
Angenäherte Newport Unsicherheit* (%) |
| 250 |
2.23 |
2.8 |
| 350 |
1.35 |
2.5 |
| 654.6 |
1,01 |
2.5 |
| 900 |
1.34 |
2.5 |
| 1300 |
1.42 |
2.5 |
| 1600 |
1.89 |
2.8 |
| 2000 |
3.29 |
2.8 |
| 2400 |
6.50 |
2.8 |
Tabelle 2: k = 2 Unsicherheitswerte für 63979 30 W Deuterium-Lichtquelle
|
Wellenlänge (nm) |
Angenäherte NIST-Unsicherheit (%) |
Angenäherte Newport Unsicherheit* (%) |
| 200 |
1.1 |
3.0 |
| 210 |
1.0 |
3.0 |
| 250 |
1.0 |
3.0 |
| 350 |
1.0 |
3.0 |
Erstellung eigener Standards
Lampen haben eine begrenzte Lebensdauer. Wenn sie häufig eingesetzt werden, empfiehlt es sich, eine oder mehrere nichtkalibrierte Lampen zu kaufen, um eigene Arbeitsstandards zu erstellen.
Welche Lichtquelle sollte gewählt werden?
Wir bieten drei Typen von kalibrierten Lichtquellen als Bestrahlungsstärke-Standards an:
Kalibrierte Quarz-Wolfram-Halogenlampen (QTH)
- Kalibrierbereich 250 - 2400 nm oder 300 - 2400 nm (lampenabhängig)
- Erhältlich als 45 W-, 200 W- und 1000 W-Version
Kalibrierte Deuterium-Lichtquellen
- Kalibrierbereich 250 - 400 nm
- Nur 30 W-Version
Kundenspezifische Lichtquellen/Kalibrierungen
- Kalibrierung Ihrer Lampen
- Kundenspezifische Standards
Es ist eine Lampe auszuwählen, deren Bestrahlungsstärke möglichst den Werten angenähert ist, die im gewünschten Wellenlängenbereich gemessen werden sollen. Wird eine Lampe mit zu hoher oder zu geringer Bestrahlungsstärke gewählt, erhöht dies die Anforderungen an die Linearität des Detektions-Systems. Für Bestrahlungsstärke-Standards unter ~330 nm ist eine Deuteriumlampe geeignet. Diese Lampe emittiert mehr UV-Strahlung als Quarz-Wolfram-Halogenlampen (siehe Abb. 1), wird bis herunter auf 200 nm kalibriert und besitzt den zusätzlichen Vorteil, dass sie im sichtbaren Bereich sehr wenig emittiert. Der geringe Strahlungsanteil im VIS-IR-Bereich verringert das Problem der höheren Empfindlichkeit (out-of-band) von Detektoren im Sichtbaren, das bei der UV-Kalibrierung mittels Silizium-Photodioden und anderen Breitband-Detektoren auftritt.
Abb. 1: Spektrale Bestrahlungsstärke von kalibrierten Lampen
Kalibrierte Quarz-Wolfram-Halogenlampen
Eigenschaften
Diese Lampen mit Glühwendel werden aufgrund ihrer konstanten Bestrahlungsstärke über einen langen Zeitraum und wegen der geringen Richtungsabhängigkeit gewählt. Die Polarisation des Lichtstroms liegt unter 3%. Die 200 W und 1000 W Lampen produzieren einen kalibrierten Lichtstrom von 250 bis 2400 nm, das 45 W-Modell von 300 bis 2400 nm. Nach einer Einbrennphase wird die Bestrahlungsstärke unter Verwendung von Arbeitsstandards gemessen, die aus einer Gruppe von NIST-rückführbaren Lampen abgeleitet werden.
Messdaten
Die spektrale Bestrahlungsstärke in Einheiten von mW*m-2 nm-1 werden in 1 nm Intervallen in einem Spektralbereich von 250 bis 2400 nm bei den 200 W und 1000 W Modellen, sowie von 300 bis 2400 nm beim 45 W Modell (in elektronischer Form) geliefert. Die NIST-Standards für die spektrale Bestrahlungsstärke werden an weniger Punkten zertifiziert als die kalibrierten Lampen von Newport. Die zusätzlichen Punkte basieren auf der Interpolation der NIST-Daten entsprechend einem vom NIST publizierten Verfahren. Kalibrierdaten werden auf Datenträger und als Ausdruck geliefert.
Jeder Lampe liegt ein Kalibrier-Report bei. Zusätzlich zu der Tabelle mit den Bestrahlungswerten enthält dieser Report auch Angaben zu den Messbedingungen wie z.B. Lampenentfernung, Lampenorientierung und Labortemperatur sowie vorgeschriebene Sicherheitsmaßnahmen und Gebrauchsanleitungen.
Netzgeräte
Die Bestrahlungsstärke der kalibrierten Quarz-Wolfram-Halogenlampen wird bei einem bestimmten Lampenstrom gemessen. Um eine vollständige Kalibrierung zu gewährleisten, ist es sehr wichtig, dass diese Lampen mit einem hochstabilen Konstantstrom-Netzgerät betrieben werden. Unsere radiometrischen Netzgeräte, die 69900-Serie, erfüllen diese Anforderung. Die Netzgeräte der Serie 69900 stellen nicht nur hochstabile Quellen für den Konstantstrom-Betrieb dar, sondern erlauben auch über eine RS-232 PC-Schnittstelle (optional: IEEE-488 PC-Schnittstelle) den vollen Zugriff auf die Kontroll- und Steuerungsfunktionen des Netzgeräts von Ihrem PC.
Deuteriumlampen
Eigenschaften
Diese Lampen emittieren kalibrierte Strahlung von 200 bis 400 nm, werden aber insbesondere aufgrund ihrer hohen Intensität zwischen 200 und 300 nm bevorzugt eingesetzt. Wenn das Messsystem den sichtbaren Bereich abdeckt, kann der Peak bei 656,1 nm als Bezugspunkt für die Wellenlängenkalibrierung herangezogen werden. Der Wert der Bestrahlungsstärke dieses Peaks enspricht ungefähr der Bestrahlungsstärke bei 250 nm. Dieser Peak wird im Allgemeinen verwendet, um Spektrophotometer in geschlossener Bauweise zu kalibrieren.
Die Strahlung von Deuteriumlampen entsteht aus einem elektrischen Bogen in Deuteriumgas. Die Oriel-Lampen von Newport zeichnen sich speziell durch ihre Langzeit-Stabilität und die gleichförmige Intensitätsverteilung aus.
Messdaten
Jede kalibrierte Deuteriumlampe wird komplett mit einem Kalibrier-Report geliefert. Dieser Report enthält Werte der spektralen Bestrahlungsstärke für den Bereich von 200 bis 400 nm in 10 nm Schritten, eine komplette Liste der Testbedingungen, die für die Kalibrierungsübertragung wichtig sind, sowie Hinweise für den richtigen Umgang. Die Daten werden auf Datenträger und als Ausdruck geliefert.
Netzgerät
Das 68942 Deuterium-Netzgerät ist ein hochstabiles Netzgerät für den Konstantstrom-Betrieb, das die Lampe mit der hohen Spannung versorgt, die für den Start der Lampe erforderlich ist. Danach versorgt es die Lampe präzise mit einem voreingestellten Lampenstrom von 300 mA. Der präzise geregelte Konstantstrom ist für die Genauigkeit der Kalibrierung der Deuteriumlampe von ausschlaggebender Bedeutung.
Lampenhalter für den offenen Betrieb
Unsere kalibrierten Lampen werden offen, in einem Stift-montierten Lampenhalter betrieben. Der Lampenhalter verfügt über eine 1/4-20-Gewindebohrung für die Montage auf einem Stift. Die für die Lampe geeignete Halterung wird mit jeder Lichtquelle mitgeliefert oder kann separat bestellt werden.
Kalibrier-Service
Bitte wenden Sie sich an einen Newport-Vertriebsingenieur, wenn Sie ein Angebot über Kalibrierungen benötigen. In der Regel wird die Neukalibrierung von kalibrierten Lampen einmal pro Jahr empfohlen, starke Nutzung der Lampe kann jedoch eine mehrfachere Kalibrierung erforderlich machen.
Sicherheitshinweise
Wenn keine klare Auswahl einer Lampe aufgrund der Bestrahlungsstärke getroffen wird, kann die Arbeitsumgebung als Entscheidungshilfe dienen. Diese Lampen sollten für die Kalibrierung unbedingt offen betrieben werden. Daher ist die Arbeit mit den kalibrierten Quarz-Wolfram-Halogenlampen niedrigerer Leistung deutlich einfacher. Diese Lampen sind in Ihrer Handhabung so sicher wie jede normale, helle Glühbirne, mit der Ausnahme, dass sie UV-Licht emittieren. Die 1 kW Lampe ist dagegen sehr hell und erwärmt jede nahe gelegene Oberfläche. Daher dürfen in unmittelbarer Nähe der Lampe keine entzündbaren Materialien abgelegt werden. Die Deuteriumlampe wiederum emittiert sehr wenig sichtbares Licht, dafür aber eine intensive UV-Strahlung. Daher sollten immer UV-Schutzbrillen, Schutzkleidung und Schutzhandschuhe getragen werden. Es sind immer geeignete Sicherheitshinweise anzubringen.
Alle Lichtquellen werden mit Lampenhalter, Netzgerät, einer kalibrierten Lampe Ihrer Wahl und den erforderlichen Kabeln geliefert.
