Mineralbestimmungsversuch

[hugojun]

Hallo Michael PolMik ,

ich möchte dir gerne helfen, glaube aber, dass wir ständig aneinander vorbeireden.

Wenn du dein Spektrometer angeschlossen hast und die Software gestartet hast, solltest du im Bildschirm kein Bild der Lichtquelle sehen ,

sondern ein Spektrum deiner Lichtquelle.
Ich meine nicht diese  digitale Skala unten am Bildrand.



Im ,, Video Input device"-Kasten steht 1 USB2.0 PC camera? Hat das Spektrometer keine eigene Kennung?



Was passiert mit dem Bild , wenn du zwischen ,,Spectrum Image ,, und Camera Image" hin und her schaltest?

LG
Jürgen

[Peter V.]

Hallo,

ich möchte dir gerne helfen, glaube aber, dass wir ständig aneinander vorbeireden.

genau den Eindruck habe ich auch!

Die Software macht doch nach meinem Verständnis nichts anderes als die Intensität der Helligkeit von dem Bild in dem Kasten über die Breite aufzuzeichnen. Das ist doch kein Spektrum! Das Objekt der "Analyse" durch die Software muss - wenn es eine Spektralkruve werden soll - ein Bild vom Spektrum sein, nicht ein Bild von dem Objekt selbst!

Man sieht doch hier ganz deutlich, was diese Software macht.

https://www.youtube.com/watch?v=32JO1ikgzXU&t=41s

ab 4:09

Mit scheint auch, dass Du an den PC gar nicht Dein Spektrometer angeschlossen hast, sondern nur Deine Webam bzw. die Spftware nur auf Deine Webcam zugreift.

Hezrliche Grüße
Peter

[MiR]

Hallo Michael, Jürgen und Peter,

also die von Michael (PolMik) gezeigten Bilder zeigen doch eigentlich nur bei Antwort 50 , Bild1 im "Input" kein Spektrum, sondern eine gegenständliche Abbildung des Objekts. In Antwort 48, Bild1 und Bild 2 sind Spektren zu sehen und auch in Antwort 59, Bild1-3 kann man jeweils das Input-Bild als Spektrum interpretieren.
Wahrscheinlich ist doch wohl so (wie Jürgen mit seiner Frage ja schon drauf abzielt), dass entweder das Objektbild erscheint (drücken des Bedienelements "Camera Image") oder das Spektrum (drücken des Bedienelements "Spectrum image").
Was ich aber überhaupt nicht verstehe, wieso der Detektor (CCD?) überhaupt ein Bild eines Objekts (z.B. die Flamme) aufnehmen kann. Normalerweise befindet sich der Detektor nicht gegenüber dem Eintrittsspalt, sondern ein Spiegel welcher das Licht auf das Reflektionsgitter lenkt und dann, aufgespalten, auf die Detektorzeile.
Wenn man aber davon ausgeht, dass das aufgespaltene Licht (vom Gitter) nur einen geringen Prozentsatz des mehrzeiligen Detektor benutzt und den Rest des Detektors für die bildhafte Wiedergabe, dann kann ich mir das dann nur mit einem Transmissionsgitter vorstellen. Dann könnte der  Detektor dann schon mehr oder minder gegenüber dem Eintrittsspalt sitzen und dazwischen das Transmissionsgitter (welches nur einen Bruchteil des Empfängers "abdeckt"). Das würde auch die sehr unterschiedliche Bildhöhe der "Input"-Bilder erklären. Allerdings dürfte der Spalt viel zu klein für eine Bildaufnahme sein ...


Viele Grüße aus Berlin
Michael

PS:
Michael zeige uns doch mal bitte, bei Konstanthaltung aller Messparameter, was du erhältst, wenn du den Spalt blockierst. Dann müsstest du ja den Dunkelstrom des Empfängers ermitteln können. Wenn man, als Beispiel, dieses von den Laserpointer-Spektren abzieht, sollte doch nur der "Rot-Bereich" noch ein Signal enthalten ...

[Peter V.]

Hallo,

ich glaube, es dröselt sich langsam auf  :

Ich denke, Polmik-Michael hat zwei USB "Devices" angeschlossen. Das Spektometer, das als "USB 2.0 PC Camera" erkannt wird und eine weitere Webcam, die unter "HD C525" firmiert. Die Bilder mit USB 2.0 PC Camera" (also offenbar der internen Webcam des Spektrometers) sind aufgenommene Spektren, die Bilder der C525 zeigen hingegen das reale Meßobjekt. Aber wozu letzteres? Der Sinn der Screenshots mit der realen Flamme erschließt sich mir nicht - oder wollte uns Polmik-Michael  damit nur demonstrieren, wo er gemessen hat?

Michael - klär uns doch bitte auf!!

Fragende Grüße
Peter

[MiR]

Liebe Rätselfreunde,

das hatte ich kategorisch ausgeschlossen, das Michael (PolMik) hier mit Tricks arbeitet  . Na gut nicht wirklich, die Gerätenamen sind ja im Programmfenster zu lesen ...
Neugierig bin ich dann aber immer noch (so wie Jürgen ja auch), was die unterschiedlichen Bedienelemente (Camera Image und Spectrum image) jeweils bewirken, ... wahrscheinlich muß man hier selber die geeignete Auswahl treffen, oder ?

Viele Grüße aus Berlin,
Michael

[Peter V.]

Hallo, MiR-Michael,

Das Ganze ist eher banal: Das sind Speichertasten. Sie speichern entweder nur das Bild der Spektralkurve oder das Bild des Spektrums oder beides zugleich als JPG.

Herzliche Grüße
Peter

[Tilman]

Hallo,
Spektroskope kenne ich so, dass die Lichtquelle über einen Spalt betrachtet wird. Das Bild des Spalts wird über ein Gitter oder Prisma wellenlängenmässig aufgespalten, so dass man ein Linienspektrum bei der Betrachtung sieht. Voraussetzung ist, dass die Spaltbreite so eingestellt wird, dass die Linien, also Abbildungen des Spalts, sauber aufgelöst wird. Bei den gezeigten Abbildungen sehe ich nur schrecklich überstrahlte Bilder.
Liebe Grüße
Tilman

[PolMik]

Hallo Jürgen, Peter, Michael und Tilman

besten Dank für die Antworten. Mir ist inzwischen klar, wie das Spektrometer funktioniert. Nur bin ich offenbar ein schlechter Erklärbär.  Jetzt noch einmal vom Einschalten bis zum Spektrogramm.

1. Einschalten der Software, Spektrometer NICHT mit dem Notebook verbunden. Es kommt unter Video Input Device 0 USB 2.0 VGA UVC die (abgeklebte) Webcam des Notebooks. Die beiden Fenster sind leer. Spectrum Image erstellt ein Abbild vom Spektrum. Camera Image erstellt ein Abbild vom Kamerabild. Total Image stellt einen Snapshot des Programmfensters her.

2. Verbinden des Spektrometers über die USB – Schnittstelle. Jetzt kommt 1 USB 2.0 PC Camera dazu. Der Chip vom Spektrometer wird als Kamera identifiziert. Es sind immer noch keine Bilder zu sehen. Beide  Fenster bleiben leer. Noch einmal Video Control klicken und es kommt das Spektrogramm des Umgebungslichtes. Auf der rechten Seite wird mit dem orangen Balken die Intensität angezeigt. Dann Kalibrieren unter Tools Fluorescent meinetwegen 436 692 klicken. Unten Trim scale aktivieren. Die beiden Markierungen für die Wellenlängen 436 nm und 692 nm mit der Maus von oben nach unten ziehen und Doppelklick, fertig. Trim scale wieder ausschalten.

3. Lichtquelle vor dem Spalt ändern. Meinetwegen den Laser oder auch eine Energiesparlame oder Leuchtstoffröhre, Glühbirne Damit Änderung der Wellenlängen. Das wird dann als Spektrogramm und als Bild dargestellt. Unten lassen sich noch Dip, Peak und Reference auswählen. Das ändert nur die Abbildungsform.

4. Das Problem war, dass man zwar normale Lichtquellen wie eine Energiesparlampe oder Glühbirne so messen und darstellen kann, aber nicht die Flammenfärbung. Das geht nur mit einer (zusätzlichen) Webcam. Und das verstehe ich nicht.

Eine Feuerzeugflamme geht, ein Spiritusbrenner kaum noch, ein Teclubrenner und ein Bunsenbrenner nicht. Nach meinem Verständnis sollte es dem Spalt völlig egal sein, was vor ihm für eine Lichtquelle plaziert wird.   

LG
Michael

[PolMik]

Hallo,
jetzt habe ich noch einmal Speisesalz, überwiegend NaCl, auf die Magnesiarinne gelegt und in die Flamme des Teclubrenners gehalten. Ohne Kamera, nur Spektrometer. Der orange Balken an der Seite zeigt, dass das nicht perfekt gelungen ist. Stimmt, Natrium sollte bei 589 nm liegen. Wobei die Tabellen zum Handspektroskop von Zeiss auch noch 568 nm und 498 nm für Natrium angeben. Sehr genau ist das Ding eher nicht, denn diese Peaks kommen nicht. Es ist tatsächlich so, dass die später angeschlossene Webcam ein sinnloses Ergebnis liefert.
LG
Michael

[hugojun]

Hallo Michael PolMik ,
da ist ja schon einiges brauchbares dabei. Nicht verstehen kann ich unter Punk 4 die zusätzliche Webcam.  Die solltest du völlig außer Betrieb lassen.
Das Programm muss einzig und alleine mit dem Spektrometer verbunden sein. Das musst du mit der Kamera Kennung festlegen.
Wenn ich deine Integration Zeiten ansehe, so z.B. 3ms und 4ms, so vermute ich mal eine totale Unterbelichtung des Chips.
Ist es mit dem Programm möglich, diese ,,Belichtungszeit ,,einzustellen, und für den Bunsenbrenner z.B. 25ms einzustellen?
Ein 2. Hinweis der Unterbelichtung ist das Fehlen des orangenen vertikalen Balkens am rechten Bildrand der Skala.
Auf der anderen Seite könnte es günstig sein, wenn die Brennerflamme nicht so stark in das Spektrum eingreift.
Auf jeden Fall würde ich versuchen, mit der Integrationszeit zu arbeiten, wenn möglich.


LG
Jürgen

[PolMik]

Hallo Jürgen,
besten Dank für die Nachricht. Die Tatsache, dass die Webcam sinnlos ist, habe ich gerade "ertestet". Wie ich die Belichtung ändern kann, muss ich in den Konfigurationsdateien noch suchen. Wenn ich etwas fände wäre das gut, denn ich hätte gerade beim Kochsalz gerne alle Linien.
LG
Michael

[hugojun]

Hallo Jürgen,
besten Dank für die Nachricht. Die Tatsache, dass die Webcam sinnlos ist, habe ich gerade "ertestet". Wie ich die Belichtung ändern kann, muss ich in den Konfigurationsdateien noch suchen. Wenn ich etwas fände wäre das gut, denn ich hätte gerade beim Kochsalz alle Linien.
LG
Michael

Dort ist ja auch die Integrationszeit schon 11ms.

Möglicherweise gibt es einen automatischen-Modus und einen manuellen Modus.

[Tilman]

Hallo,
bei der Aufnahme sehe ich das erste mal ein Linienspektrum. Und um die Linien geht es. Die müssen optisch über das Gitter und restliche Optik klar dargestellt sein, so wie man es im Handspektrometer sieht. Da wird doch die Liniendarstellung durch Variation der Spaltbreite optimiert und durch Einstellung der Lupe erzeugt. In deinem Spektrometer wird die Lage der Line in der Aszisse und die Intensität in der Ordinate dargestellt. Für den qualitativen Nachweis ist die Ordinate obsolet, da ja die Wellenlänge gesucht ist. Aber ok, das ist auch eine Möglichkeit, das Linienspektrum darzustellen. Nach meiner Meinung hast du aber ein Problem in der Flamme den angeregten, farbigen Bereich zu treffen. Deine Bilder treffen wohl meist den Bereich, der durch die Glühemmission  der Magnesiarinne oder den Platindraht beleuchtet wird. Meiner Meinung nach schießt du am wesentlichen Bereich der Flamme vorbei. Beim Kochsalz hattest du Glück, weil die Färbung so intensiv war. Wie verhält es sich mit Spaltbreite? Macht die dein Spektrometer selber oder ist das ein Einstellparameter. Der optische Abgleich der Emmisionslinien auf den Sensor muss schon stimmen, sonst misst du nur M. Am besten wäre, du machst ein Abgleich mit einer konstant emittierenden Lichtquelle und versuchst ein Linienspektrum zu erzeugen.
Liebe Grüße
Tilman

[Peter V.]

Hallo,

@Tilman:

Wie verhält es sich mit Spaltbreite? Macht die dein Spektrometer selber oder ist das ein Einstellparameter.

Das Thunderoptics-Spektrometer ist ein äußerst primitives Gerät, in einer früheren Version war der nicht veränderliche(!) Spalt einfach nur ein Sägeschnitt in ein Plastikgehäuse. Mittlerweiole sind die gehäuse wohl aus Alu, aber der Spalt ist trotzdem fix.

@Polmik-Michael:

Dann Kalibrieren unter Tools Fluorescent meinetwegen 436 692 klicken. Unten Trim scale aktivieren.

Das verstehe ich jetzt nicht so ganz: Mit welchen Linien welcher Lichtquelle hast Du denn jetzt kalibiert?

Hezrliche Grüße
Peter

[PolMik]

Hallo Jürgen und Tilman,

es ist richtig, dass die Einstellung des Spaltes angepasst werden kann, richtiger muss. Das geht über start y und size y, sowie start x und end x. Das hatte Jürgen schon herausgefunden. Das gesamte Spektrum muss in dem orangen Rahmen zu sehen sein, der wiederum sollte aber nicht, wie schon probiert von 100 nm bis 900 nm gehen, sondern möglichst das Spektrum eng fassen. Ich zeige das mal mit einer LED-Schreibtischlampe (Aufbau.JPG), rechts sieht man schon wieder ein Blau, das da nicht hingehört und das Ergebnis verfälscht (LEDSchreibtischlampe). Das lässt sich durch Verkleinerung von end x anpassen. Die "Belichtungszeit" lässt sich in einer *.ini-Datei verändern.

Ungeachtet dessen habe ich immer noch kein besseres Bild von Speisesalz mit allen zu erhoffenden Piks bekommen. Ich muss mal sehen, ob sich das Ding nicht an der Natriumlinie kalibrieren lässt.

Liebe Grüße
Michael