Kompaktes (USB?) Spektrometer gesucht

[Werner]

@ Dirk, Masterdark

Eine 100-W-Halogenlampe ist nur geeignet, wenn es eine ALTE ohne UV-Filter ist.
Erkenntlich am absolut farblosen Quarzkolben, die heute käuflichen mit Filterung schimmern bläulich.

Eine RICHTIGE Eichlampe erkennt man daran, daß sie einen großen Glaskolben bei relativ kleiner Wendel hat (nix Halogen, funktioniert dabei nicht). Außerdem ist die genaue Betriebsspannung (4 Stellen oder mehr) angegeben, bei der die Lampe betrieben werden MUSS, sonst stimmen die bei der Lampe angegebenen Werte nicht. Der Sockel hat 4 Kontakte oder vier Drähte, damit man auch eine Vierleitermessung (Wikipedia) anwenden kann. Die Lampen haben eine relativ niedrige Farbtemperatur, brennen also nicht wahnsinnig hell, damit die Werte langzeitstabil sind.

Gruß   -   Werner

[Peter V.]

Hallo,

offenbar ist es so, dass hochwertigere Spktrometer (wie das von Holger Adelmann) von Anfang an "richtige" (oder vorsichtig ausgedrückt, realistischere) Werte ausgeben. Ich gebe zu, dass ich - speziell durch Lupus' Posts - irritiert bin, und zwar insofern, als ich das Spektroskop von Thunderoptics (zumindest so, wie es ausgeliefert wurde), für eine "Mogelpackung" und mehr oder weniger unbrauchbar halte. Für mich liefert es schlicht "falsche" Werte!
Ich vergleiche es mal mit einem sehr presiwerten EKG-Gerät. Das wäre - Preis hin oder her - unbrauchbar, wenn es die T-Welle nicht anzeigen würde - auch, wenn man um diesen Umstand wüsste! (Wobei man es bei dem Spektrometer von den Defiziten nicht einmal weiß, weil der Verkäufrer nicht darauf hinweist!). Da könnte man auch nicht argumentieren, dass man für den Preis auch nicht mehr erwarten könne und es doch immerhin anzeige, ob das Herz schlage, denn d a f ü r brauche ich kein EKG! Und so ist es doch auch mit dem Spektrometer. Wenn ich nur wissen will, ob überhaupt bestimmte Wellenlängen vorhanden sind, kann ich durch ein Billigstspektoskop für 7 EUR schauen - dafür brauche ich kein Pseudo-Spektrometer, das aufgrund untauglicher Bauelemente falsch niedrige Werte in bestimmten Wellenlängebereichen anzeigt. Aber vielleicht erklärt es mir noch einer so, dass auch ich es nachvollziehen kann.

Nun meine mehr oder weiger abschließende Frage zu diesem Thema: Betrachten denn diejnigen, die Erfahrung mit Spektrometern haben oder Physiker sind, die Leistung des Gerätes n a c h "Kalibrierung" nunmehr für ausreichend für den Hobbybereich oder nicht?

Herzliche Grüße
Peter

[hugojun]

Hallo Peter
nur  kurz aus der Ferne.
Wenn dein Hobby das Spektrometer ist,
dann ja.
LG
Jürgen

[Lupus]

Hallo Peter,

Wenn ich nur wissen will, ob überhaupt bestimmte Wellenlängen vorhanden sind, kann ich durch ein Billigstspektoskop für 7 EUR schauen - dafür brauche ich kein Pseudo-Spektrometer ...

wenn ich nur wissen will ob die Landschaft vorhanden ist brauche ich auch keinen Fotoapparat um davon Bilder zu machen.   

Betrachten denn diejnigen, die Erfahrung mit Spektrometern haben oder Physiker sind, die Leistung des Gerätes n a c h "Kalibrierung" nunmehr für ausreichend für den Hobbybereich oder nicht?

was ist denn Deine Hobbyanwendung konkret?

Man unterscheidet zwischen der qualitatitven und quantitativen Spektralanalyse. Z.B. zur Identifizierung von Elementen in Stoffgemischen reicht die Bestimmung der Wellenlänge. Wie etwa bei der bekannten Flammenprobe.

Es gibt z.B. Hobbyastronomen, die Spektroskope verwenden um Sternklassifizierungen u.ä. selbst durchzuführen (genauer: um bereits Bekanntes aus Interesse nachzuvollziehen). Auch hier geht es um qualitative Emissions- oder Absorptionsspektroskopie.

Wie gut das Gerät quantitativ nach der Kalibrierung zu verwenden ist kann ich nicht beurteilen da (nach meinem früheren Vorschlag) erst noch die Sensorlinearität mittels Messung unterschiedlicher Intensitäten geprüft werden müsste. Die Reproduzierbarkeit des Intensitätsverlaufes scheint nicht sehr hoch zu sein, wie ein kurzer Blick auf einzelne Kurven zeigt.

Hubert

[ManK]

Die Reproduzierbarkeit des Intensitätsverlaufes scheint nicht sehr hoch zu sein, wie ein kurzer Blick auf einzelne Kurven zeigt.

Guten Morgen Hubert,
aus welchen Kurven lässt sich auf die Reproduzierbarkeit schliessen?

viele Grüße
Manfred

[mhaardt]

Wenn Du mit Linearität die Linearität bzgl. Licht einer Wellenlänge meinst, dann kann ich mir kein Problem vorstellen.  Solange man dem Dunkelrauschen und dem Sättigungsbereich ausreichend fern bleibt, sind auch die billigsten Sensoren sehr linear.

Die großen Unterschiede im Preis von Spektrometern entstehen durch die Auflösung der Wellenlängen, dem Messbereich und dem SNR.  Eine werksseitige Kalibrierung der Empfindlichkeit pro Wellenlänge ist nett, aber grundsätzlich muss immer das System kalibriert werden, d.h. Spektrometer mit Optik, nicht das Spektrometer alleine.  Wenn man weiß, wie die Software die Bilder auswertet, wäre anhand des Datenblatts des Sensors und des Gitters eine Gerätekalibrierung machbar.  Damit sind Spektrogramme halbwegs linear: Nett, aber halt keine Systemkalibrierung.

Die wirklich spannenden Unterschiede liegen woanders.  Mit einem Blaze-Gitter konzentriert man z.B. die Energie in die erste Beugungsordnung, was ein viel besseres SNR ergibt.  Damit kann man sich auch eine bessere Kollimierung leisten, und bekommt so eine höhere Auflösung.  Das wiederum bedingt eine bessere Mechanik und Justierung.  Mit einem simplen Transmissionsgitter, am Ende noch aus Film statt Metall auf Glas, ist das einfach nicht zu machen.

Die Frage ist aber immer, was man haben will.  Wer kein extremes SNR braucht, oder keine starke Auflösung, der hat nichts von einem Gerät höherer Qualität.  Einfache Selbstbauspektrometer mit Filmgittern liefern durchaus brauchbare Spektren und sind kalibrierbar, nur braucht man eben mehr Licht und wird keine haarfeinen Linien sehen.

Michael

[Holger Adelmann]

Na- zumindest ist die Systemkalibrierung und Linearität für mich in der Erzmikroskopie kein Problem, ich nehme ohnehin immer als Referenz die Reflektivität eines SiC- (um 20% abs. R  400-700nm ) und Cr- Standards (um 50% abs. R 400-700nm) auf.

Grüße,
Holger

[Lupus]

Hallo Manfred,

wenn man die selbe Lichtquelle zweimal vermisst sollten natürlich die Spektren auch hinsichtlich der Intensitätsverteilung gleich sein. Z.B. zeigen die Spektren der Halogenlampe ohne Gehäuse und ohne Korrektur (Beitrag #131 Bild 1 und 2) deutliche Abweichungen speziell im Übergangsbereich der B- und G- bzw. der G- und R-Sensoren. Natürlich kann das auch an geänderten Umgebungsbedingungen und Brenndauer der Lampe und damit dem Emissionsverhalten zwischen beiden Messungen liegen. Ich kann mir aber Sättigungseffekte beim Zusammenwirken der drei Farbsensoren vorstellen.

Hubert

[Florian D.]

Hallo Spektroskopierer,

mein Science Surplus Spektrometer ist jetzt auch endlich eingetroffen, nachdem irgend ein Tom Hanks von FedEx es wohl mit auf eine einsame Insel genommen hatte. Was für ein schönes Spielzeug für die Weihnachtsferien!
Passend zum Advent, anbei ein Spektrum einer Kerzenflamme.
Bei 589 nm sitzt die D-Linie des allgegenwärtigen Natriums auf.
Die Doppellinie bei 779 und 784 nm habe ich noch nicht zugeordnet.


Viele Grüsse
Florian

[Masterdark]

Hallo Florian,

Hast Du bei dem Spektrum den Sensor direkt auf eine Kerzenflamme gerichtet ?

Wenn ich das mit meinem Spektrometer mache, zeigt sich das beigefügte Spektrum.

Grüße,
Dirk

[Masterdark]

Anbei zwei Bilder zum Tema Wiederholgenauigkeit und unterschiedliche Sättigungen.

Der Clipping Indikator (zeigt eine evtl. Sättigung an) wurde natürlich bei allen Messungen
beachtet.

Grüße,
Dirk

[hugojun]

Hallo Florian,
ich denke Kalium.
Glückwunsch zum neuen Spielzeug
LG
Jürgen

[Peter V.]

Hallo,

jetzt müssen wir nur Holger dazu bringen, nochmal die 3. Adentskranzkerze zu entfachen und sein neues "Spielzeug" als Referenz darauf zu richten. Sein  Spektrometer scheint ja das "professionellste" und am exaktesten kalbrierte Gerät hier zu sein.
In der Tat sehen ja nun die Spektren von Flroian und Dirk völlig anders aus.

Florian, ich bin etwas irritiert. Wie ist denn nun überhaupt der Meßbereich? Deine X-Achse reicht von 280 bis über 1000 nm. Laut Sciene Surplus umfasst der Meßbereich aber nur 200 nm, und zwar ohne weitere Manipulation durch den Anweder den Bereich von 500 - 700 nm.

The spectrometer includes an 1800 l/mm grating and the CCD detector is not actively cooled. The spectrometer is not aligned. However, it is "pre-aligned" so that the unit measures the spectral range of about 500 nm to 700 nm with a resolution typically better than 2-3 nm, The grating can be rotated to measure wavelengths below 365 or up to 700 nm (in first order) with a 200 nm total range. An order-sorting filter is typically not included. The spectral resolution can be 1 nm when the alignment is optimized. Other gratings can be purchased for different spectral coverage. Aligning the spectrometer is not trivial.

Irritierte Grüße
Peter

[Lupus]

Hallo,

die Intensität des Kerzenspektrums steigt bis in den nahen Infrarotbereich kontinuierlich an so wie in Dirks Messung. Der Abfall mit Florians Spektrometer ab 700 nm kann so nicht sein.

Hubert

[Florian D.]

Hallo Peter,
mein Spektrometer hat nur 900 Linien pro mm
und geht damit bis ca 900 nm Wellenlänge.