Bærbare spektrometre: hva er det, typer, anvendelse

Bærbare spektrometre er kompakte analytiske enheter som er beregnet for rask og nøyaktig måling av egenskapene til et stoff basert på dets spektrale egenskaper. De er mye brukt i felt- og laboratorieforhold takket være sin mobilitet, høye følsomhet og allsidighet. I motsetning til stasjonære systemer, gir slike apparater rask analyse uten at det er nødvendig å transportere prøver til spesialiserte laboratorier.

Prinsipp for drift og konstruksjonsegenskaper

Spektrometri er basert på måling av intensiteten av lys som reflekteres, passerer gjennom eller emitteres av en prøve i et bestemt bølgelengdeområde. Resultatene av en slik analyse gjør det mulig å bestemme stoffets sammensetning, tilstedeværelsen av urenheter og konsentrasjonen av elementer. Bærbare enheter inkluderer en lyskilde, et optisk system, et dispergeringselement og en fotodetektor. Moderne modeller er ofte integrert med datamaskiner eller mobile enheter for rask behandling og visualisering av data.

Spektrometrenes kompakthet skyldes miniatyrisering av optiske komponenter og bruk av energieffektive teknologier. Noen modeller er utstyrt med trådløse grensesnitt, noe som forenkler bruken utenfor laboratoriet. De kan også være utstyrt med utskiftbare moduler som gjør det mulig å tilpasse enheten til spesifikke oppgaver.

Typer bærbare spektrometre

Det finnes forskjellige typer bærbare spektrometre, som varierer i spektralområde, analysemetode og bruksområde. Hver type er tilpasset bestemte oppgaver, fra kvalitetskontroll av matvarer til geokjemiske undersøkelser.

• Optiske (UV-Vis, NIR) – analyserer lys i ultrafiolett, synlig og nær infrarødt område.
• Raman-spektrometre – bestemmer strukturen til et stoff ut fra lysspredning, effektive for analyse av faste stoffer og væsker.
• Fluorescerende – registrerer stråling fra stoffet etter eksitasjon av en lyskilde, brukes i biokjemi og medisin.
• Røntgenfluorescerende – brukes til analyse av elementær sammensetning, spesielt metaller og mineraler.
• Massespektrometre – mindre vanlige i bærbar utførelse, men brukes til å oppdage gasser og flyktige forbindelser.

Valg av passende type avhenger av målingens spesifikke egenskaper og krav til nøyaktighet og følsomhet. Noen universelle modeller kan kombinere flere analysemetoder samtidig.

Anvendelsesområder

Bærbare spektrometre brukes i mange forskjellige områder innen vitenskap og industri. Deres viktigste fordeler er effektivitet, muligheten for analyse på stedet og fraværet av behov for komplisert prøveforberedelse. Dette gjør dem spesielt nyttige i feltforhold, ved kvalitetskontroll og i situasjoner som krever øyeblikkelig respons.

• Kvalitetskontroll av produkter (analyse av råvarer og ferdige produkter for samsvar med standarder).
• Miljøovervåking (bestemmelse av forurensende stoffer i luft, vann og jord).
• Arkeologi og kunsthistorie (ikke-destruktiv analyse av materialer og pigmenter).
• Medisin og farmasi (kontroll av legemiddelsammensetning og diagnostikk av biologiske væsker).
• Geologi og gruvedrift (bestemmelse av sammensetningen av bergarter og malmer direkte på forekomsten).
• Sikkerhet og kriminalteknikk (ekspressanalyse av mistenkelige stoffer og materialer på ulykkesstedet).

Høy målenøyaktighet og allsidighet gjør det mulig å bruke bærbare spektrometre både i vitenskapelig forskning og i praktiske oppgaver. De brukes også i utdanningsøyemed for å lære studenter metoder for spektralanalyse.

Fordeler og begrensninger

Til tross for de mange mulighetene har bærbare spektrometre både sterke og svake sider. Valget av dem krever at man tar hensyn til oppgavens spesifikke karakter, driftsforhold og krav til analyseresultatene. Fordeler med bærbare enheter:

• Kompakt størrelse og lett vekt: gjør det mulig å bruke enheten på vanskelig tilgjengelige steder.
• Rask klargjøring for bruk: krever ikke komplisert innstilling og kalibrering.
• Autonomi: fungerer på batterier, ofte utstyrt med innebygd minne og trådløse grensesnitt.

Blant ulempene med bærbare spektrometre kan vi nevne:

• Begrenset følsomhet: mindre nøyaktig enn laboratorieanaloger ved analyse av komplekse blandinger.
• Begrenset spektralområde: hver modell er tilpasset bestemte bølgelengdeområder.

Dermed er bærbare spektrometre et praktisk verktøy for hurtiganalyse, spesielt i felt- og produksjonsforhold. For mer kompliserte undersøkelser er det imidlertid bedre å bruke stasjonære laboratorieanlegg.