Die Komponenten
Bei der Entwicklung des MIR8025™ wurde auf modularen Aufbau geachtet. Komponenten, die die Verwendung von FT-IR Spektrometern einschränken (Strahlteiler, Detektoren und Probenbehälter) wurden austauschbar gestaltet, damit das Instrument bei geändertem Bedarf nicht auseinandergebaut werden muss. Die Komponenten können einfach ausgetauscht werden. Ein vollständiges Spektrometer MIR8025™ FT besteht aus:
- Quelle oder Probe
- Scanner MIR8025TM
- Strahlteiler und Fenster
- Detektorsystem
- Datenerfassungspaket (im Lieferumfang jedes Scanners MIR8025™ enthalten)
Funktionsweise
Abb. 1 illustriert die Funktionsweise des MIR8025™. Der Scanner moduliert auf einfache Weise die von der Quelle oder Probe ausgehende Strahlung. Die A/D-Karte im Scanner digitalisiert die vom Detektorsystem kommenden Analogsignale und übermittelt sie über eine USB 2.0-Schnittstelle an einen Computer. Eine eigenständige Runtime Umgebung der Software MIRMat™ ist im Lieferumfang enthalten. MIRMat™ beinhaltet sämtliche Parameter zur Instrumentensteuerung und alle Datenerfassungsfunktionen.
Abb. 1 Den Mittelpunkt des FT-IR Spektrometers MIR 8025™ bildet der Scanner.
Optischer Aufbau
Das MIR8025™ basiert auf einem Michelson-Interferometer. Der optische Aufbau besteht aus zwei Winkelreflektoren und einem Retroreflektor. Da Retroreflektor und Strahlteiler zusammen montiert sind, ist die Ausrichtung sehr präzise und unempfindlich gegen Vibrationen und Temperaturschwankungen. Dank dieser Konzeption für den Strahlteiler wird das Austauschen einfach und die Neujustierung erfordert nur minimalen Aufwand.
Abb. 2 Der optische Aufbau besteht aus Winkelreflektoren und einem auf den Strahlteiler montierten Retroreflektor.
Offene Architektur
Trotz der Flexibilität des MIR8025™ System können für bestimmte Anwendungen die festen Wände des Scanners hinderlich sein. Für Anwendungen, bei denen eine Probe in den Strahlengang gebracht werden muss, oder für Systemintegratoren, die ein Interferometer und Elektronik in ihr Instrument einbauen möchten, kann ein MIR8025™-Scanner mit offener Architektur gebaut werden.
Abb. 3 Beispiel eines offenen MIR 8025™ FT-IR
Software
Die Flexibilität ist nicht auf die Hardware des MIR8025™ beschränkt; die Software ist ebenfalls flexibel. MIRMat 8025™ ist eine mit jedem Instrument gelieferte leistungsstarke Windows™ XP-basierte Anwendungssoftware zur Steuerung sowie für die Erfassung und Verarbeitung von Daten. Für eigene Programmierung wird eine ActiveX-Schnittstelle mitgeliefert, über die das MIR8025™ mit selbst ersteller Software gesteuert werden kann.
Abb. 3 Zum Aufbau eines vollständigen FT-IR Spektrometers MIR8025TMsind ein Scanner, eine Quelle und ein Detektor erforderlich. Eine Probengehäuse zur Tischmontage ist ebenfalls lieferbar.
Technische Daten
Scanner
| Funktion |
Spektrumanalysator |
| Konfiguration |
Haupteinheit in geschlossener, leicht zugänglicher Kammer mit KBr oder CaF2 Eingangs/Ausgansfenster. Beinhaltet interferometrischen Modulator |
| Interferometer |
90° Michelson Interferometer mit Retroreflektor und Retroprisma |
| Strahlteiler |
KBr für MIR
CaF2 für NIR
Strahlteiler sind auswechselbar |
| Spektralbereich - KBr-Strahlteiler |
6.000 - 350 cm-1 (1,7 - 28 mm) |
| Spektralbereich - CaF2-Strahlteiler |
14.000 - 1.200 cm-1 (0,7 - 8,3 mm) |
| Apertur Inch (mm) |
1,5 (38) |
| Durchsatz |
7 x 10-3 (cm2 Sr) für Akzeptanzwinkel entsprechend 1 cm-1 Auflösung |
| Auflösung (FTIR)* |
Wählbar von 0,5-64 cm-1 in 8 Schritten; 0,5 cm-1 Auflösung entspricht 0,02 nm bei 700 nm und 0,04 mm bei 28 mm |
| Spiegel-Scangeschwindigkeit bei 40000 Hz** |
15,8 mm/s |
| Spiegel-Scangeschwindigkeit bei 25000 Hz** |
25,3 mm/s |
| Spiegel-Scangeschwindigkeit bei 5000 Hz** |
3,15 mm/s |
| Referenzsignal |
Zwei HeNe Laser sinusförmige Interferogramme In-Quadratur zur Scannersteuerung und Datenerfassung |
| ZPD Punkt |
Softwaregesteuerte Positionierung des Scannerspiegels zur exakten Einstellung des ZPD Punkt. Beibehaltung der Einstellung solange die Einheit spannungsversorgt ist. |
| Interferogramm |
Doppelseitig |
| Abtastung |
1x, 2x, 4x |
| Wellenlängengenauigkeit |
0,01 cm-1 |
| Signal zu Rauschen |
1000:1 bei 2500 cm-1, 4 cm-1 Auflösung, 1 Scanprobe /1 Scanreferenz, mittels DTGS Detektor |
| Optische Achshöhe (mm) |
73,1 |
| Abmessungen (mm) |
565,2 x 304,8 x 171,5 |
| Gewicht (kg) |
16 |
*Abgestimmt auf 1° Divergenz beim Austritt aus dem Scanner.
**Frequenz des Referenzinterferogramms.
Datenerfassung
| Computerschnittstelle |
USB 2.0 |
| Hardware Elektronik |
Interner 16 bit A/D Wandler mit 100 kHz Durchsatz |
| Wiederholrate (FTIR) |
80 kHz - 1 kHz mit Mehrfachabtastung. Pulseverzögerung programmierbar |
| Hauptverstärker |
Verstärkung von 0,5 - 64 in 8 Stufen. Manuelle oder automatische Einstellung |
| Tief/Hoch-Passfilter |
8 Tiefpassfilter 60 kHz - 0,3 kHz
3 Hochpassfilter 10 - 1000 Hz
Programmierbares Ein/Ausschalten in Abhängigkeit der Scangeschwindigkeit und des Scanbereichs |
| Externe Datenverarbeitung |
Signale werden durch Spezialverbindung für externe Datenverarbeitung zur Verfügung gestellt: Sampling Trigger, Auswahl des nützlichen Datenbereichs, Richtung |
| Software |
Windows™ basierende Instrumentensteuerung und Datenerfassung. |
| Verfügbare Einheiten |
cm-1, mm, nm, eV, kcal/mol, kJ/mol, Kcm-1, mm, nm, eV, kcal/mol, kJ/mol, Kcm-1, mm, nm, eV, kcal/mol, kJ/mol, K |
| Anzeige |
Interferogramm, Einzelstrahl, Transmission, Absorption |
Software-Funktionen
| Wahl der Scanparameter |
Geschwindigkeit, Auflösung, Mehrfachabtastung Ein/Aus, bidirektionale Datenerfassung Ein/Aus |
| Scanner Kalibration |
Feineinstellung des ZPD und der Verzögerung der A/D Wandler Triggersignale |
| Wahl der FFT Parameter |
Wahl der Apodisation, Phasenkorrektur und Skalierung |
| Wahl der Hauptverstärkerparameter |
Verstärkung, Tief- und Hochpassfilter |
| Berechnungen |
Grundrechenoperationen, Schwarzkörperkurven |
| Speicherformat |
ASCII, Binäre MatLab Dateien |
| Software Entwicklung |
Microsoft™ Active X Control erlaubt individuelle Anpassung mittels Visual Basic, Visual C++, MatLab®, Labview, oder anderen Microsoft kompatiblen Programmen mit Active X Technologie. |
Systemanforderungen
• Windows XP mit SP1 und USB 2.0
• Mindestens 512 MB Arbeitsspeicher
• Bildschirm mit hoher Auflösung
• Pentium 2 oder höher >2,6 GHz
• Internet Explorer ab Version 6.0
• CD ROM
• Mindestens 500 MB freier Speicher für die Programminstallation.
