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Nov 24, 2023

Lo spettrometro rileva le sostanze chimiche eseguendo lo zapping dei campioni con un raggio laser

Here at Hackaday, we love projects that result in useful lab equipment for a

Qui a Hackaday amiamo i progetti che si traducono in utili attrezzature da laboratorio a una frazione del costo delle attrezzature professionali. [Lorenz], presso Advanced Tinkering, ha costruito il suo strumento per la spettroscopia di rottura indotta dal laser, o LIBS, ed è un dispositivo davvero impressionante. LIBS è una tecnica per analizzare le sostanze per trovarne la composizione chimica. Fondamentalmente, l'idea è quella di colpire un campione con un potente laser, quindi osservare la piccola nuvola di plasma che ne risulta e misurare le lunghezze d'onda da essa emesse.

Il laser [Lorenz] utilizzato è un'unità Nd:YAG recuperata da una macchina per la rimozione dei tatuaggi. Dopo aver emesso un impulso, un fotodiodo rileva la luce e attiva uno spettrometro, che consiste in un reticolo di diffrazione, alcune lenti e specchi e un sensore CCD lineare. Il reticolo divide la luce in entrata nei suoi componenti costitutivi, che cadono sul CCD e ne attivano i pixel. Una scheda STM32 Nucleo legge i risultati e li invia a un PC per un'ulteriore elaborazione.

Quella parte dell'elaborazione si è rivelata un progetto completo a sé stante. [Lorenz] si è rivolto a [g3gg0], che ha un software che semplifica il funzionamento dello spettrometro. Innanzitutto aiuta con la calibrazione dello strumento. Punta il rilevatore verso una sorgente luminosa nota come un laser o una lampada fluorescente, quindi seleziona le lunghezze d'onda previste sul grafico spettrale risultante. Il software calcola quindi automaticamente i coefficienti corretti per mappare ciascun pixel su una lunghezza d'onda specifica.

Il software contiene anche un database di spettri corrispondenti agli elementi chimici: una volta preso lo spettro di un campione sconosciuto, puoi sovrapporli al grafico risultante e provare a trovare una corrispondenza. Il sistema risultante sembra funzionare abbastanza bene. I campioni di ossido di ferro e ossido di argento hanno fornito una corrispondenza ragionevole con i loro componenti costitutivi.

Abbiamo già visto altri tipi di spettrometri: se vuoi semplicemente caratterizzare una sorgente luminosa, dai un'occhiata a questo modello basato su Raspberry Pi. Se sei interessato all'analisi chimica potresti anche voler dare un'occhiata a questo spettrometro Raman open source.