Autor Thema: ASEQ-Spektrometer  (Gelesen 1616 mal)

hugojun

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Re: ASEQ-Spektrometer
« Antwort #30 am: Mai 31, 2021, 10:05:20 Vormittag »
….

Ich habe noch eine Simulation von drei Spektren die nur Software mäßig „gebinnt“ wurden.

Mittelwerte aus 10 Messungen „vorwärts, rückwärts und symmetrisch“ . Hier tritt auch eine Verschiebung auf, aber nur entlang der x-Achse, nicht an der Intensität Y.



LG
Jürgen

Horst Wörmann

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Re: ASEQ-Spektrometer
« Antwort #31 am: Mai 31, 2021, 10:55:09 Vormittag »
Hallo Jürgen,

Vorsicht, mit dem Kästchen "Box" wird nicht das hier diskutierte "Binning" gemacht. Das ist vielmehr eine Boxcar-Glättung, also ein gleitender Mittelwert. Dabei verschieben sich die Maxima! "Binning" kann man im ASEQSpectra nicht einstellen, das geht nur über die direkte Programmierung mit der DLL. Was dann passiert, muß ich noch ausprobieren.
Die Glättung von Spektren geht besser mit Savitzki-Golay, da bleiben die Maxima erhalten. Ist aber bei ASEQ nicht drin.

Der verbaute Chip Toshiba 1304DG macht laut Datenblatt kein Pixel-Binning, da müßte der AD-Wandler herhalten, und ich glaube nicht, daß die so viel Aufwand getrieben haben. Aber glauben heißt nicht wissen.

Viele Grüße
Horst

Horst Wörmann

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Re: ASEQ-Spektrometer
« Antwort #32 am: Mai 31, 2021, 21:45:46 Nachmittag »
Hallo Michael,

vielen Dank für Deine umfangreichen Software-Untersuchungen!

Es sieht ganz so aus, als sei das Datenübertragungsproblem gelöst. Ich habe einfach mal verschiedene Einstellungen durchprobiert, und es funktioniert nur mit der in #19 gezeigten Abfrage auf „framesInMemory  = 2“.  Ich erhalte dann die erwarteten Spektren - aber nur fast; denn die Wellenlängen stimmen nicht, und es fehlt ein Stückchen im Langwelligen.

Die Wellenlänge konnte ich folgendermaßen korrigieren:
Da die Parameter A,B,C nicht vorhanden sind, habe ich die aus der Kalibriertabelle berechnet. Damit kann ich nun durch einen Versatz der Form Lambda = A*(Pixelnummer+Versatz)² + B*(Pixelnummer+Versatz) +C die Kalibrierung gewissermaßen parallelverschieben. Dann paßt alles ganz genau. So macht es auch das ASEQ_Spectra (aktuell V. 1.15) mit der Funktion „Calibration-> Calibration shift“.

Was aber noch aus Deinem Programmteil Spektrentransfer auffällt: „endpix“ sollte doch 3647 sein (also 0 bis 3647 für 3648 Pixel des Sensors) und nicht 3652? Und was bedeutet tot_startPix=33 und tot_endPix=3685? Bei mir kann ich nur numOfstartElement =0 und und numOfEndElement = 3647 eingeben. Ich suche nämlich immer noch nach dem verlorengegangen Stückchen im Langwelligen, s.o.

Die Option „Test“ kann man also getrost ignorieren, ebenso wie den Flash-Speicher.

Die Intensitätskorrektur „Aufzählg. (3) (Antwort #18)“ ist wohl nur für die XYZ-Option gedacht, ich brauche aber eine Korrektur der wellenlängenabhängigen Detektorempfindlichkeit (was wie eingangs erwähnt nicht einfach ist und eine Kalibrierlampe braucht). Kommt später noch rein.

Zum letzten Abschnitt „Binning“ Deines Beitrags: das ist überhaupt kein Binning oder Mittelung oder sonst was, „averaging“ ist schlicht falsch. Das ist nur die Funktion „fast“ im ASEQ_Spectra (bzw. CheckTr), bei der jedes 2./4./8. Pixel übertragen wird, um die Datenübertragung zu beschleunigen. Hat den Charme, daß dann die Wellenlängen nicht mehr stimmen (auch so im ASEQ_Spectra!).

Viele Grüße nach Berlin
Horst

MiR

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Re: ASEQ-Spektrometer
« Antwort #33 am: Juni 14, 2021, 09:43:15 Vormittag »
Hallo Horst,

gerne geschehen, so lerne ich ja auch dazu bzw. werde auf neue Fragestellungen aufmerksam (gemacht).

Das ist schon sehr merkwürdig, mit dem fehlenden Teil des Spektrums. Lässt sich irgendetwas ableiten aus der "Länge" (wieviel Pixel) des fehlenden Spetrumbereiches ?  Ich nehme mal an, dass am Spektrum in der ASEQ-16Bit-Software aber nichts fehlt, oder doch ?  Das Wellenlängenproblem ist also generell gelöst ? Was ich nicht verstehe, ist deine Bemerkung, dass bei "framesInMemory = 2" die Wellenlängen nicht stimmen ..., ist das ein Problem, oder kannst du es durch den "Versatz" korrigieren ?

Deine Anmerkung zu den Pixeln ("GetSpectra") ist interessant, ich habe die Werte für diese Parameter von ASEQ. Eine (genaue) Information zu den Parametern habe ich eigentlich nicht. Meine Interpretation ging dahin, dass es sich bei dem "totalen Startpixel" bzw. "totalem Endpixel" um die wirklich vorhandenen Pixel handelt (so kenne ich es zumindest von anderen Spektrometern).  Bis jetzt hatte ich mich allerdings auch noch nie mit dem Datenblatt beschäftigt, in welchem ja von („nur“) 3648 Pixeln die Rede ist. Hmm, da ist in der Tat ein neues Rätsel aufgetaucht. Ich habe mal die Werte für die „tot_-Werte“ verändert und siehe da, das Signal (Spektrum) ändert sich. Da gibt es plötzlich zusätzliche Peaks bzw. im langwelligen Bereich fehlt etwas ! Wird beispielsweise jeweils 33 subtrahiert, „fehlen ca. 12 nm Spektrum“ im langwelligen Bereich. Unter „Settings“ in der CheckTr.exe tauchen diese auch auf (T start bzw. T end pixel), ohne die Möglichkeit diese verändern zu können. Hast du in deiner ASEQ-Software vielleicht ähnliche Einträge ?

Vielen Dank, dass du dir „reductionmode“ mal praktisch angeschaut hast, wie es aussieht, gibt es (leider) keine positive Überraschung …

Hallo Jürgen, auch dir meinen Dank. Insbesondere, da ich über eine Implementierung des BoxCar-Verfahrens zur Glättung nachgedacht habe. Insbesondere das Beispiel „…habe ich „box „Konstant gehalten und „Scans“ variiert. Man sieht deutlich , wie bei Veränderung der „box“, der Ausschlag  wandert ,Pixel und Intensität.“, lässt mich eher von meinem Vorhaben Abstand nehmen. Zumal ich aktuell das gleitende Mittelwertverfahren (Sawitzky-Golay) benutze, bei dem ich eine (derartige) Verschiebung der Maxima noch nicht beobachtet habe. Ohne Frage spielen generell der Glättungsparameter und die Y-Wert-Verteilung eine große Rolle.

Worin bestehen denn die Verbesserungen (Änderungen) zwischen den LR1-Generationen nun eigentlich: 
 - aus dem Einsatz eines 16-Bit-AD-Wandlers und
 - der Umgestaltung und Erweiterung der Anwender-DLL …
Ich werde aber mal bei ASEQ nachfragen, und mal sehen, ob es die Möglichkeit gibt, das LR1-14Bit auf 16Bit umzurüsten. Zumindest steht ja im ASEQ-Datenblatt: “We can replace CCD sensors on our previously made spectrometers”, da besteht doch (bei mir zumindest) eine gewisse Hoffnung auch hinsichtlich des AD-Wandlers.

Hinsichtlich der Kalibrierung (wellenlängenabhängige Detektorempfindlichkeit) hatte ich schon mal mit Jürgen konferiert. Mein Vorhaben ging von meiner Hardwarebasis aus. Ich möchte gern unter Verwendung eines Leistungsdichte-Messgerätes https://de.coherent.com/measurement-control/measurement/labmax-to mit entsprechendem Sensor und unter Einsatz einer polychromatischen Lichtquelle (Hg-Brenner) in Kombination mit Metall-Interferenzfiltern mich einem Kalibrierungsversuch nähern. Eine durchstimmbare monochromatischen Lichtquelle (Laser) wäre mir zwar lieber, aber erst einmal haben …  Wie sieht denn dein Plan zur Kalibrierung genau aus ?

Viele Grüße nach Bonn
Michael

hugojun

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Re: ASEQ-Spektrometer
« Antwort #34 am: Juni 14, 2021, 15:29:20 Nachmittag »
Hallo Michael,
nach dieser Anleitung z.B. könnte man vorgehen. Die Vorgehensweise ist relativ einfach, so man eine bekannte Eich-Lichtquelle hat, die zudem nicht schon durch Alterung an Leistung verloren hat.

https://www.horiba.com/fileadmin/uploads/Scientific/Documents/OSD/203_Instrument_Response_Corrections.pdf

Mein LR1 z.B hatte diese Kalibrierung bei seiner Auslieferung, aber durch meine Basteleien, war sie am Ende nichts mehr Wert. Wie in unserem Emails -Austausch schon angesprochen, ist die Farbtemperatur -Korrektur, bei der man zu Ende der Plank-Kalibrierung noch die Farbtemperatur der Lichtquelle eingeben muss, nur die halbe Miete.
Unter dem Menüpunkt „Settings“ muss nach vollständigem Aufbau der Messeinrichtung noch der „irradiation correction Coefficient“ eingeben, um die Abweichung von der „Basis-Kalibrierung“ zum eigentlichen Aufbau zu korrigieren. Das kann man durch eine Vorher-nachher-Messung herausfinden. Dennoch gestalte sich das aber schwierig , wenn man z.B die Strahlungsleistung die am Objekt einwirkt ( unter dem Mikroskop), kennen möchte, denn von Lichtquelle bis Objekt und dann weiter vom Objekt bis zum Spektrometer verändern sich die Verhältnisse wieder. Man müsste also an der Lichtquelle , direkt am Objekt und nach dem Beobachtungs-Strahlengang messen.

Zum Mittelwert-Verfahren (z.B.: Sawitzky-Golay ) möchte ich anmerken , das es doch wohl keinen Sinn macht, wie im Programm des Herstellers, z.B. die vorangehenden 7 Messpunkte zur Mittelwertbestimmung zu nutzen , anstatt  drei oder vier vorangehende und drei oder vier nachgestellte Werte zu berechnen? War das nur Dummheit oder steck da doch etwas Anderes dahinter?

LG
Jürgen
« Letzte Änderung: Juni 14, 2021, 18:39:54 Nachmittag von hugojun »

Horst Wörmann

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Re: ASEQ-Spektrometer
« Antwort #35 am: Juni 14, 2021, 19:54:50 Nachmittag »
Hallo Michael und Jürgen:

@Michael:
Zum Datentransfer-Problem in den ersten beiden Absätzen werde ich mich später äußern, das ist noch nicht ganz geklärt. Muß noch ein paar Versuche dazu machen und den Stas befragen. Nur so viel: das mit den fehlenden 12 nm ist auch bei  mir so.

"reduction mode", "averaging" und "binning": dazu schreibt Stas:
Dear Horst,
Your spectrometer has 1200gr/mm diffraction grating.
Yes, you can see reduction mode. It will transfer every 2nd, 4th and so on pixel just to increase data transfer speed.
Regards,
Stas

Jetzt haben wir es amtlich, kein "binning", nur schnellerer Datentransfer.
Nach dem Sinn des Blank Scans habe ich auch gefragt, das hat er aber nicht beantwortet. Mein Fehler, niemals mehr als zwei Fragen in einer Mail >:(

@ Jürgen:
Glättungsverfahren: die haben alle ihren Sinn. Die Savitzky-Golay-Glättung hat - wie schon erwähnt - den Vorteil, daß sie die Peakmaxima nicht verschiebt. Das ist nicht zufällig so, sondern beabsichtigt. Deshalb hat Michael das auch noch nicht beobachtet. Dafür gibt es auf einmal bei meinen scharfen Peaks Überschwinger, die bei der Niedrigauflösung so nicht vorkommen.
Wenn Du die Zahl n der Scans erhöhst, werden die Spektren gemittelt und das Rauschen um Wurzel (n) reduziert. Das Peakmaximum verschiebt sich nicht, ist ja immer dasselbe Spektrum.
Savitzky-Golay ist nicht im ASEQ enthalten!

Wellenlängenabhängige Detektor-Empfindlichkeit:
Die von Jürgen zitierte Horiba-Methode mit Wolframlampe ist eigentlich Standard. Hg-Brenner geht gar nicht, viel zu instabil und nicht langzeitkonstant. Wir haben das mit einer Halogenlampe versucht, die mit 1-A-Konstantstrom betrieben wird, und die mit einem kalibrierten Spektrometer gemessen für die Kalibrierkurve. Hat bisher nicht funktioniert, weil Mondphase und mein Chakra nicht harmonierten ...
Das mit Lasern usw. ist zu kompliziert, ein Coherent-Lasermeßgerät ähnlich wie in Deinem Link habe ich hier zum Spielen (Coherent FieldMaxII), halte Gerät und Methode mit vielen, vielen Spektralfiltern (weil man viele Meßpunkte braucht) aber für ungeignet: es müßte kalibriert sein, Filter sind teuer, durchstimmbare Laser nur unwesentlich teurer....
Aktueller Plan: ich habe eine Ocean Optics DH-mini hier, das ist aber nicht als Kalibrierlampe gebaut und muß noch auf irgendwas Kalibriertes zurückgeführt werden. Das kriegen wir aber mithilfe des Physikalischen Instituts hin. Man erhält ein klassisches Planckh-ähnliches Wolframlampen-Spektrum und hat zu jeder beliebigen Wellenlänge die Energie. Rückführbar auf nationale Standards und damit akkreditierbar nach DIN EN ISO 17025: wohl kaum, macht aber nichts ;)

Austausch des CCD-Sensors: das wird wohl nur bei ASEQ möglich sein, also nach Kanada schicken und zurück?

Viele Grüße aus Bonn
Horst


hugojun

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Re: ASEQ-Spektrometer
« Antwort #36 am: Juni 15, 2021, 10:37:35 Vormittag »
Also bei mir besteht ein Datensatz (1 Spektrum) schon aus 3653 Wertepaaren, 5 mehr als der Chip Pixel hat(3648).
Damit können Start und Endpunkt nicht einer realen Messung entsprechen. Eher glaube ich, dass hier der Bereich für
das Polynom der Wellenlängen-Umrechnung vorgegeben wird.
3685-33=3652 (pixel0= 1 Wertepaar))=Anzahl der Wertepaare( und entspricht dem Graphikaufbau der x-Achse).

LG
Jürgen
« Letzte Änderung: Juni 15, 2021, 11:22:26 Vormittag von hugojun »

Horst Wörmann

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Re: ASEQ-Spektrometer
« Antwort #37 am: Juni 16, 2021, 10:39:38 Vormittag »
Liebe Kollegen,

neues von ASEQ: Frage nach dem Sinn der blank scans.
Q:>> -What is the purpose of the blank scans?
A:
Dear Horst,
Blank scans are for triggering mode to insert blank scans between real
scans after the triggering event.
Kind regards,
Stas.

Dazu kann ich nur sagen: aha. Achwas!?

LG
Horst




hugojun

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Re: ASEQ-Spektrometer
« Antwort #38 am: Juni 16, 2021, 19:27:23 Nachmittag »
Also bei mir besteht ein Datensatz (1 Spektrum) schon aus 3653 Wertepaaren, 5 mehr als der Chip Pixel hat(3648).
Damit können Start und Endpunkt nicht einer realen Messung entsprechen. Eher glaube ich, dass hier der Bereich für
das Polynom der Wellenlängen-Umrechnung vorgegeben wird.
3685-33=3652 (pixel0= 1 Wertepaar))=Anzahl der Wertepaare( und entspricht dem Graphikaufbau der x-Achse).

LG
Jürgen

Im Datenblatt des TCD1304 wird eine Leseperiode mit 3694 Elementen angegeben , ab Element 32(+0=33)
bis 3648 handelt es sich um ein Signal , 0- 32 und 3648 bis 3694 sind Dummy Signale  , Vielleicht hilft das ja weiter.

LG
Jürgen