Phân Tích Độ Mặn Nước Bằng Cảm Biến Quang Không Tiếp Xúc

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật viễn thông phân tích độ mặn bằng cảm biến quang không tiếp xúc, ứng dụng trong môi trường và nông nghiệp.

• Tác giả: Phạm Nhật Quang
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Quang Thái
• Trường học: Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP.HCM
• Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông
• Đề tài: Phân Tích Độ Mặn Nước Bằng Cảm Biến Quang Không Tiếp Xúc
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: TP. HCM

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Phân Tích Độ Mặn Nước Ý Nghĩa Ứng Dụng

Độ mặn của nước là một thông số cực kỳ quan trọng trong nhiều lĩnh vực, từ hải dương học đến nông nghiệp. Biển và đại dương bao phủ khoảng 75% bề mặt Trái Đất, trong khi 25% diện tích đất bị mặn, và 1/3 đất canh tác được tưới tiêu trên toàn thế giới đang phải đối mặt với tình trạng tích tụ muối do khả năng tiêu thoát nước kém. Việc xác định chính xác độ mặn nước có ý nghĩa sống còn đối với sự phát triển bền vững. Phân tích độ mặn giúp đánh giá tác động của biến đổi khí hậu, quản lý nguồn nước, và đảm bảo năng suất trong nuôi trồng thủy sản. Các phương pháp truyền thống thường tốn thời gian và đòi hỏi kỹ thuật phức tạp. Do đó, nhu cầu về các phương pháp đo nhanh chóng, chính xác và hiệu quả ngày càng tăng cao. Luận văn thạc sỹ này tập trung vào phân tích độ mặn sử dụng cảm biến quang không tiếp xúc, một hướng đi đầy tiềm năng.

1.1. Tầm Quan Trọng của Đo Độ Mặn Nước Trong Nông Nghiệp

Độ mặn trong đất ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hấp thụ nước và chất dinh dưỡng của cây trồng. Khi độ mặn quá cao, cây sẽ gặp khó khăn trong việc lấy nước, dẫn đến tình trạng hạn sinh lý và ức chế sinh trưởng. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu và tình trạng xâm nhập mặn ngày càng gia tăng. Việc đo độ mặn thường xuyên và chính xác giúp người nông dân có thể điều chỉnh phương pháp tưới tiêu và bón phân phù hợp, đảm bảo năng suất cây trồng.

1.2. Độ Mặn Nước Biển và Ảnh Hưởng Đến Sinh Vật Biển

Độ mặn là một trong những yếu tố môi trường quan trọng nhất ảnh hưởng đến sự phân bố và sinh trưởng của các sinh vật biển. Sự thay đổi độ mặn có thể ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất, sinh sản và di cư của các loài. Việc theo dõi và phân tích độ mặn nước biển là rất quan trọng để bảo tồn đa dạng sinh học và quản lý nguồn lợi thủy sản bền vững.

II. Thách Thức Trong Đo Độ Mặn Nước Giải Pháp Cải Tiến

Các phương pháp truyền thống để đo độ mặn nước, như chuẩn độ Mohr-Knudsen và đo độ dẫn điện, mặc dù chính xác, lại có những hạn chế nhất định. Chuẩn độ tốn thời gian và công sức, chỉ phù hợp cho phân tích trong phòng thí nghiệm. Đo độ dẫn điện nhanh hơn, nhưng dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như nhiệt độ, áp suất, và sự hiện diện của các ion khác. Hơn nữa, các phương pháp này thường đòi hỏi lấy mẫu trực tiếp, có thể gây ô nhiễm hoặc ảnh hưởng đến môi trường. Do đó, việc phát triển các phương pháp đo không tiếp xúc, nhanh chóng, và chính xác là một nhu cầu cấp thiết. Cảm biến quang được xem là một giải pháp đầy hứa hẹn, cho phép phân tích độ mặn từ xa, giảm thiểu sai sót và tác động đến môi trường.

2.1. Hạn Chế của Phương Pháp Đo Độ Mặn Truyền Thống

Các phương pháp chuẩn độ và đo độ dẫn điện yêu cầu kỹ thuật viên có trình độ chuyên môn cao và trang thiết bị đắt tiền. Thời gian phân tích kéo dài làm hạn chế khả năng ứng dụng trong các tình huống cần kết quả nhanh chóng, ví dụ như kiểm soát chất lượng nước trong nuôi trồng thủy sản. Ngoài ra, việc hiệu chuẩn thiết bị cũng đòi hỏi sự cẩn thận và thường xuyên.

2.2. Ưu Điểm Của Cảm Biến Quang Trong Phân Tích Nước

Cảm biến quang có nhiều ưu điểm vượt trội so với các phương pháp truyền thống. Chúng có thể được sử dụng để đo từ xa, giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm mẫu và cho phép theo dõi liên tục độ mặn. Công nghệ cảm biến quang cũng cho phép tích hợp vào các hệ thống giám sát tự động, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí.

2.3. Vấn Đề Về Độ Chính Xác Cảm Biến Quang Cần Giải Quyết

Mặc dù có nhiều ưu điểm, cảm biến quang cũng đối mặt với một số thách thức, bao gồm ảnh hưởng của nhiệt độ, độ đục, và các chất hữu cơ trong nước. Việc phát triển các thuật toán hiệu chỉnh và kỹ thuật xử lý tín hiệu tiên tiến là cần thiết để nâng cao độ chính xác và độ tin cậy của cảm biến quang trong phân tích độ mặn.

III. Cảm Biến Quang Không Tiếp Xúc Nguyên Lý Hoạt Động Cấu Tạo

Cảm biến quang không tiếp xúc hoạt động dựa trên nguyên lý hấp thụ ánh sáng. Nguồn sáng chiếu vào mẫu nước, và cảm biến đo lượng ánh sáng truyền qua hoặc phản xạ. Độ mặn ảnh hưởng đến các đặc tính quang phổ của nước, đặc biệt là trong vùng hồng ngoại gần (NIR). Bằng cách phân tích các quang phổ này, có thể ước tính độ mặn một cách chính xác. Cảm biến quang thường bao gồm nguồn sáng, bộ phận phân tích quang phổ, và bộ xử lý tín hiệu. Thiết kế không tiếp xúc giúp tránh ô nhiễm và bảo trì dễ dàng hơn.

3.1. Nguyên Lý Hoạt Động Cảm Biến Quang Hấp Thụ Ánh Sáng

Khi ánh sáng truyền qua nước, các phân tử nước và các ion hòa tan sẽ hấp thụ một phần năng lượng của ánh sáng. Mức độ hấp thụ phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng và nồng độ của các chất hòa tan, bao gồm cả muối. Cảm biến quang đo sự thay đổi cường độ ánh sáng sau khi truyền qua mẫu, từ đó suy ra độ mặn.

3.2. Các Thành Phần Chính Của Cảm Biến Quang Không Tiếp Xúc

Cảm biến quang không tiếp xúc thường bao gồm: (1) Nguồn sáng (ví dụ: đèn halogen, đèn LED) phát ra ánh sáng trong dải quang phổ phù hợp; (2) Hệ thống quang học (ví dụ: thấu kính, gương) định hướng và tập trung ánh sáng vào mẫu; (3) Bộ phận phân tích quang phổ (ví dụ: cách tử nhiễu xạ, lăng kính) phân tách ánh sáng thành các bước sóng khác nhau; (4) Cảm biến ánh sáng (ví dụ: photodiode, CCD) đo cường độ ánh sáng ở từng bước sóng; (5) Bộ xử lý tín hiệu chuyển đổi tín hiệu cảm biến thành giá trị độ mặn.

3.3. Ưu Điểm Của Thiết Kế Không Tiếp Xúc Trong Đo Độ Mặn

Thiết kế không tiếp xúc giúp tránh ô nhiễm mẫu, giảm thiểu yêu cầu bảo trì và kéo dài tuổi thọ của cảm biến. Việc không cần tiếp xúc trực tiếp cũng cho phép đo độ mặn trong các môi trường khắc nghiệt hoặc nguy hiểm, ví dụ như nước thải hoặc nước biển sâu.

IV. Phương Pháp Phân Tích Độ Mặn Thực Nghiệm Xử Lý Dữ Liệu

Việc phân tích độ mặn bằng cảm biến quang đòi hỏi quy trình thực nghiệm và xử lý dữ liệu cẩn thận. Đầu tiên, cần chuẩn bị các mẫu nước có độ mặn khác nhau đã biết. Sau đó, sử dụng cảm biến quang để đo quang phổ của từng mẫu. Dữ liệu thu được cần được xử lý để loại bỏ nhiễu và hiệu chỉnh các yếu tố ảnh hưởng. Các phương pháp thống kê, như hồi quy tuyến tính đa biến (MLR) và hồi quy thành phần chính (PCR), được sử dụng để xây dựng mô hình dự đoán độ mặn từ quang phổ. Độ chính xác của mô hình được đánh giá bằng cách so sánh kết quả dự đoán với giá trị thực tế.

4.1. Quy Trình Thực Nghiệm Đo Độ Mặn Bằng Cảm Biến Quang

Quy trình thực nghiệm bao gồm các bước sau: (1) Chuẩn bị các mẫu nước có độ mặn đã biết (ví dụ: bằng cách pha muối NaCl vào nước cất); (2) Cài đặt và hiệu chỉnh cảm biến quang; (3) Đo quang phổ của từng mẫu, đảm bảo điều kiện đo giống nhau (ví dụ: nhiệt độ, thời gian tích hợp); (4) Lưu trữ dữ liệu đo được.

4.2. Xử Lý Dữ Liệu Quang Phổ Loại Bỏ Nhiễu và Hiệu Chỉnh

Dữ liệu quang phổ thường bị ảnh hưởng bởi nhiễu từ môi trường và các yếu tố khác. Các kỹ thuật xử lý dữ liệu, như làm mịn, chuẩn hóa, và hiệu chỉnh tán xạ, được sử dụng để loại bỏ nhiễu và cải thiện độ chính xác của phép đo.

4.3. Xây Dựng Mô Hình Dự Đoán Độ Mặn Từ Quang Phổ

Các phương pháp thống kê, như MLR và PCR, được sử dụng để xây dựng mô hình liên hệ giữa quang phổ và độ mặn. Mô hình này cho phép dự đoán độ mặn của một mẫu nước chưa biết từ quang phổ của nó.

V. Ứng Dụng Thực Tế Kết Quả Nghiên Cứu Phân Tích Nước

Nghiên cứu này đã hiện thực hóa thiết bị đo độ mặn dùng cảm biến quang không tiếp xúc. Thiết bị được kiểm chứng bằng đo đạc thực nghiệm, với yêu cầu tầm đo từ 5-30 phần nghìn và sai số 1 phần nghìn. Kết quả cho thấy cảm biến quang có tiềm năng lớn trong việc đo độ mặn một cách nhanh chóng và chính xác. Ứng dụng bao gồm giám sát chất lượng nước trong nuôi trồng thủy sản, kiểm soát ô nhiễm môi trường, và quản lý nguồn nước.

5.1. Ứng Dụng Trong Giám Sát Chất Lượng Nước Nuôi Trồng Thủy Sản

Độ mặn là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của các loài thủy sản. Việc giám sát độ mặn thường xuyên giúp người nuôi có thể điều chỉnh môi trường nuôi phù hợp, đảm bảo năng suất và chất lượng sản phẩm.

5.2. Ứng Dụng Trong Kiểm Soát Ô Nhiễm Môi Trường Nước

Sự thay đổi độ mặn có thể là dấu hiệu của ô nhiễm môi trường nước, ví dụ như xâm nhập mặn hoặc xả thải công nghiệp. Cảm biến quang có thể được sử dụng để phát hiện và theo dõi các nguồn ô nhiễm này.

5.3. Tiềm Năng Phát Triển Thiết Bị Đo Độ Mặn Sử Dụng Cảm Biến Quang

Nghiên cứu mở ra hướng phát triển các thiết bị đo độ mặn nhỏ gọn, giá rẻ và dễ sử dụng, phù hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau. Việc tích hợp cảm biến quang vào các thiết bị di động hoặc hệ thống giám sát từ xa sẽ giúp nâng cao hiệu quả quản lý nguồn nước và bảo vệ môi trường.

VI. Kết Luận Hướng Phát Triển Cho Phân Tích Độ Mặn Nước

Nghiên cứu này đã chứng minh tính khả thi của việc sử dụng cảm biến quang không tiếp xúc để đo độ mặn nước với sai số chấp nhận được. Hướng phát triển trong tương lai bao gồm cải thiện độ chính xác và độ ổn định của cảm biến, phát triển các thuật toán hiệu chỉnh tiên tiến hơn, và mở rộng phạm vi ứng dụng. Việc tích hợp cảm biến quang với các công nghệ khác, như trí tuệ nhân tạo (AI) và Internet of Things (IoT), sẽ mở ra những khả năng mới trong phân tích độ mặn và quản lý tài nguyên nước.

6.1. Cải Thiện Độ Chính Xác Của Cảm Biến Độ Mặn Quang Học

Để nâng cao độ chính xác, cần tập trung vào việc cải thiện chất lượng cảm biến, giảm thiểu nhiễu, và phát triển các thuật toán hiệu chỉnh tiên tiến hơn. Việc sử dụng nhiều cảm biến và kết hợp dữ liệu từ các nguồn khác nhau cũng có thể giúp cải thiện độ chính xác.

6.2. Tích Hợp AI IoT Cho Hệ Thống Đo Độ Mặn Thông Minh

Việc tích hợp AI và IoT cho phép xây dựng các hệ thống đo độ mặn thông minh, có khả năng tự động thu thập, xử lý và phân tích dữ liệu. Các hệ thống này có thể được sử dụng để dự đoán sự thay đổi độ mặn, phát hiện các nguồn ô nhiễm, và đưa ra các khuyến nghị quản lý tài nguyên nước.

6.3. Phát Triển Ứng Dụng Mới Của Cảm Biến Quang Trong Phân Tích Nước

Ngoài độ mặn, cảm biến quang cũng có thể được sử dụng để đo các thông số khác của nước, như độ pH, độ đục, và nồng độ các chất ô nhiễm. Việc phát triển các cảm biến đa năng sẽ giúp nâng cao hiệu quả phân tích nước và bảo vệ môi trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan về đề tài Trang 4 HVTH: Phạm Nhật Quang GVHD: TS Phạm Quang Thái CHƯƠNG 2 LÝ THUYẾT LIÊN QUAN 2. Sự hấp thụ ánh sáng Khi một chùm tia sáng truyền qua môi trường vật chất như chất rắn, chất lỏng, chất khí nó bị ảnh hưởng theo 2 cách chính: Một là cường độ của nó lúc nào cũng bị giảm trong quá trình truyền đi qua môi trường, hai là vận tốc truyền đi trong môi trường của nó nhỏ hơn vận tốc truyền trông môi trường chân không. Cường độ ánh sáng giảm chủ yếu do ánh sáng bị hấp thụ và trong một số trường hợp còn do hiện tượng tán xạ ánh sáng. Hiện tượng hấp thụ ánh sáng Chiếu một chùm sáng đơn sắc song song có cường độ I0 vuông góc vào một lớp môi trường có độ dày d.

Nếu bỏ qua hiện tượng mất mát ánh sáng do phản xạ và tán xạ thì cường độ thì cường độ ánh sáng I ra khỏi môi trương bị giảm đi (I<I0) thì có sự hấp thụ ánh sáng của môi trường. Hiện tượng hấp thụ ánh sáng có thể được giải thích theo quan điểm cổ điển và lượng tử. 1: Hiện tượng hấp thụ ánh sáng 2. Giải thích theo quan điểm cổ điển Sự hấp thụ ánh sáng là sự tương tác của sóng điện từ (sóng ánh sáng) với chất.

Dưới tác dụng của điện trường của sóng ánh sáng có tần số các electron của nguyên tử và phân tử dịch chuyển đối với hạt nhân và thực hiện dao động điều hòa. Electron dao động trở thành nguồn phát sóng thứ cấp, do sự giao thoa của sóng tới và sóng thứ cấp mà trong môi trường xuất hiện sóng có biên độ khác với biên độ Chương 2: Lý thuyết liên quan Trang 5 HVTH: Phạm Nhật Quang GVHD: TS Phạm Quang Thái của sóng tới. Do đó cường độ của ánh sáng sau khi qua môi trường cũng bị thay đổi. Không phải toàn bộ năng lượng bị hấp thụ bởi các nguyên tử, phân tử đều được giải phóng dưới dạng bức xạ mà có thể chuyển thành các dạng năng lượng khác ví dụ như năng lượng nhiệt khi đó vật sẽ bị nóng lên.

Những định luật cơ bản của sự hấp thụ ánh sáng Định luật Bouguer – Lambert Lượng tương đối của dòng sáng bị hấp thụ bởi môi trường mà nó đi qua không phụ thuộc vào cường độ của tia tới. Mỗi một lớp bề dày như nhau hấp thụ một phần dòng sáng đơn sắc đi qua dung dịch như nhau Xét sự hấp thụ ánh sáng bởi một dung dịch màu nằm trong cuvet với các thành song song. Bề dày của lớp dung dịch hấp thụ ánh sáng là l. Chiếu một bức xạ năng lượng có cường độ Io tới dung dịch, dung dịch sẽ hấp thụ một phần, phần còn lại sẽ đi ra khỏi dung dịch tới máy thu để ghi nhận.

Đầu tiên Bouger (Pierre Bouger:1698-1758) phát hiện ra rằng phần năng lượng bức xạ bị hấp thụ trên mỗi đoạn đường  l của bình đựng có tỷ lệ thuận với chiều dày của bình. Tiếp đó Lambert (Johann Heinrich Lambert: 1728-1777) đã nêu lại mối liên hệ này dưới tên gọi định luật Lambert và công thức trở thành: I  I I Phần năng lượng bị hấp thụ = 0   k.l I0 I0 Công thức của định luật Bouguer- Lambert A  l.1) Trong đó: A: là mật độ quang, đặc trưng cho khả năng hấp thụ của dung dịch màu. l: là bề dày của dung dịch, có đơn vị cm. Chương 2: Lý thuyết liên quan Trang 6 HVTH: Phạm Nhật Quang GVHD: TS Phạm Quang Thái k: là đại lượng hằng định đặc trưng cho chất đã cho.

Hệ số này trong các giới hạn rộng không phụ thuộc cường độ chùm sáng, chỉ có những giá trị rất lớn của mới không còn hằng định và quan sát thấy có sự phụ thuộc của k vào I Định luật Beer Sự hấp thụ dòng quang năng tỷ lệ bậc nhất với số phân tử của chất hấp thụ mà dòng quang năng đi qua nó. Xét sự hấp thụ ánh sáng bởi một chất màu có thành phần và cấu trúc không đổi khi nồng độ thay đổi. Lấy dung dịch màu đó vào một ống hình trụ cao, nồng độ chất hấp thụ ánh sáng trong dung dịch là C1, quan sát độ hấp thụ ánh sáng từ trên xuống (toàn bộ lớp dung dịch), thu được mật độ quang là A1. Sau đó pha loãng dung dịch n lần và lại quan sát độ hấp thụ ánh sáng từ trên xuống, thu được mật độ quang là A2.C Công thức của định luật Beer: A = K.2) K: là hệ số tỷ lệ.

C: là nồng độ của dung dịch, tính bằng đơn vị mol/L. l: bề dày của dung dịch, đo bằng cm. Định luật hợp nhất Bouguer- Lambeer- Beer Khi đi chiếu một chùm photon đơn sắc qua dung dịch thì mức độ hấp thụ của dung dịch tỷ lệ thuận với công suất chùm photon và nồng độ các phần tử hấp thụ Biểu thức của định luật hợp nhất: I A  lg 0   .3) I Chương 2: Lý thuyết liên quan Trang 7 HVTH: Phạm Nhật Quang GVHD: TS Phạm Quang Thái Trong đó: A: là mật độ quang -1 -1  : là độ hấp thụ phân tử gam, đơn vị L. l: là bề dày của dung dịch, đơn vị cm.

C: nồng độ của dung dịch màu, đơn vị mol/L Dựa vào phương trình (2.3) khi ta có định  (bằng cách đo tại một bước sóng xác định), l không đổi (đo trong cuvet có bề dày như nhau), nồng độ C thay đổi thì lúc này mật độ quang chỉ phụ thuộc bậc nhất vào nồng độ C. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của A vào nồng độ là một đường thẳng đi qua gốc tọa độ như hình 3a, phương trình đường thẳng y = ax. Tuy nhiên trong thực tế, đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của A vào nồng độ thường là một đường thẳng không đi qua gốc tọa độ như hình 3b, phương trình đường thẳng y =ax+b, nguyên nhân là do ảnh hưởng của thành phần nền của mẩu (ảnh hưởng của nền). 2: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của mật độ quang A vào nồng độ C 2.

Quang phổ kế quang học Quang phổ kế (Spectrophotometer) là các thiết bị hoạt động dựa trên phân tích quang phổ của ánh sáng, nhằm thu được các thông tin về thành phần, tính chất hay trạng thái của những khối vật chất liên quan đến chùm ánh sáng đó[3]. Phân tích quang phổ là phương pháp hàng đầu trong hóa phân tích. Chương 2: Lý thuyết liên quan Trang 8 HVTH: Phạm Nhật Quang GVHD: TS Phạm Quang Thái Thông thường thì quang phổ kế xác định phân bố cường độ ánh sáng theo bước sóng của ánh sáng do khối vật chất nào đó tự phát ra hoặc phản xạ hay truyền qua nó. Những khối vật chất khác nhau có đặc tính phát quang hay hấp thụ ánh sáng với các bước sóng, hay mức năng lượng của photon.

Chúng thường được nói đến là các vạch quang phổ. Đo cường độ ánh sáng ở các bước sóng (hay các vạch phổ) đặc trưng này cho phép xác định tỷ lệ (hay hàm lượng) của chất tương ứng trong mẫu vật cần nghiên cứu. Phân tích quang phổ có hai dạng đo cơ bản dựa trên nguồn phát sáng: o Quang phổ phát xạ: Phân tích quang phổ của ánh sáng do mẫu vật phát ra khi được nung nóng đến nhiệt độ cần thiết, hoặc vốn là các khối vật chất nóng sáng như Mặt Trời, các vì sao,. Trong trường hợp này có thể xác định được cả nhiệt độ của mẫu vật.

o Quang phổ hấp thụ: Dùng ánh sáng chiếu rọi vào khối vật chất, và quan sát phần ánh sáng phản xạ hay truyền qua mẫu vật. Phần lớn các phân tích quang phổ thực hiện ở vùng ánh sáng nhìn thấy. Một số khác thực hiện ở vùng hồng ngoại, tử ngoại, tia X. Tuy nhiên không thấy nói đến sử dụng vùng tia gamma.

Trong quang phổ kế thì phần cơ bản nhất, là dẫn chùm ánh sáng chứa thông tin đưa tới khối khúc xạ để phân tách ánh sáng theo bước sóng, rồi tới đầu dò để xác định cường độ sáng tại mỗi bước sóng. Trong quang phổ phát xạ thì vạch phổ đặc trưng hiện ra là vạch sáng, Chúng dễ đo và phân tách với dòng tối của phổ. Tuy nhiên việc nung nóng thường làm phá hủy mẫu vật, nên phương cách đo này thường được dùng trong phân tích hàm lượng nguyên tố. Ngoài ra nó được dùng trong nghiên cứu vũ trụ xác định thành phần vật chất ở các ngôi sao phát sáng, hoặc trong kiểm tra chất lượng ánh sáng của các kiểu đèn chiếu sáng.

Trong quang phổ hấp thụ thì vạch phổ đặc trưng hiện ra là vạch tối, nên dễ bị nhiễu loạn. Tuy nhiên phép đo không gây phá hủy mẫu, nên thường được dung Chương 2: Lý thuyết liên quan Trang 9 HVTH: Phạm Nhật Quang GVHD: TS Phạm Quang Thái trong phân tích hàm lượng hợp chất. Lựa chọn vùng phổ cần chú ý đến mẫu vật có xảy ra hiện tượng huỳnh quang với ánh sáng đó hay không. Các loại quang phổ kế[2] Quang phổ kế rời rạc: bao gồm một nguồn bức xạ, bộ lọc nhiễu rời rạc, một mẫu, bộ dò tìm, cùng với thiết bị điện tử thích hợp để khuếch đại tín hiệu và sự ổn định của tín hiệu phát hiện.

Các cấu hình quang cho một quang kế chung được thể hiện trong hình 2. 3: Cấu hình quang phổ kế rời rạc. Quang phổ kế chùm đơn: là quang phổ có một kênh quang học duy nhất đó là cấu hình để đo mẫu hoặc kênh chuẩn nhưng không phải cả hai cùng một lúc. Kết quả phổ là tỷ lệ phổ truyền qua từ mẫu và các phép đo chuẩn.

Trong thực tế phản ứng của các máy dò đo với dòng năng lượng không photon được đo như dòng tối (Dark). Phổ truyền (trong đơn vị T) phổ từ thiết bị này được cho là (2.4) Nếu các máy quang phổ có bất kỳ tính không ổn định (quang học, cơ khí, điện tử .), hằng số thời gian giữa các phép đo mẫu và phép đo chuẩn trở thành quan trọng. Các công cụ chùm đơn hoặc là phải có vốn dĩ ổn định hoặc thay thế giữa các phép đo mẫu và phép đo chuẩn ở một tần số như vậy để làm cho không đáng kể tốc độ thay đổi của quang phổ kế. Thiết kế cho quang phổ đơn sắc và quang Chương 2: Lý thuyết liên quan Trang 10 HVTH: Phạm Nhật Quang GVHD: TS Phạm Quang Thái phổ đôi-đơn sắc, cũng như thiết kế mảng diode, được thể hiện hình 2.

Những thiết kế này có thể được cấu hình như một hoặc hai chùm.