如何提升光谱仪的扫描速度

2022-02-23 20:30:38·  来源:横河测试测量  
 
“唉,为什么你的光谱仪可以跑这么快?”“明明我们的型号是一样的啊?难道你这是升级版?”大家在使用光谱仪时,是否也想让它的检测速度更快,从而提高研发和生
“唉,为什么你的光谱仪可以跑这么快?”
“明明我们的型号是一样的啊?难道你这是升级版?”
大家在使用光谱仪时,是否也想让它的检测速度更快,从而提高研发和生产效率呢?但是在不了解光谱仪的原理和特性时,真不知道从何下手啊!今天我们就带着这个问题来探讨,哪些是提升横河光谱仪扫描速度的关键因素。
决定光谱仪扫描速度的因素大致有以下5个方面
光栅的旋转速度
灵敏度设置
双倍速模式
采样点数的多少
平均次数的设定
1. 光栅的旋转速度
光谱仪的光栅部分是由硬件决定的,它所匹配的步进电机不仅考验精度也同时考验着它的速度。光栅的旋转速度是决定光谱呈现快慢的最直接的因素。横河光谱仪整体的单色仪设计十分优秀,从而保证它的光栅特性在同类别光谱仪中处于绝对的领先地位。

2. 灵敏度设置
光谱仪的灵敏度Sensitivity 的设置原本是用来调整弱信号的测试能力,最高灵敏度High3可以测试到-90dBm的弱信号。但提高灵敏度的同时,扫描速度会随之减慢。反过来,只要我们设置的灵敏度适当降低,光谱仪的扫描速度就会加快。因为每个采样点的时间在不同灵敏度下是不同的,参考下表。
灵敏度
对应功率(dBm)
每个采样点时间[msec]
NORM/AUTO
-65
0.1
NORMAL
-70
0.3
MID
-75
1
HIGH1
-80
3
HIGH2
-85
15
HIGH3
-90
60
通常,我们可以根据输入的光信号强弱来决定灵敏度的设定,设置太低可能会被噪声掩盖,不能完整地看到你想要的光谱曲线。而设置太高,虽然可以看到完整的光谱,但是扫描速度是会慢好几倍。所以设置比较合适的灵敏度才能得到理想的结果,同时也可以保证速度。
从上图看到,同一个信号,输入到光谱仪中的强度足够时,用不同的灵敏度所得到的光谱基本一致。但是测试的时间长度却大有不同了,所以小伙伴们知道灵敏度对扫描速度的影响了吧?
3. 双倍速模式
光谱仪上有个选项,大家平时容易忽略,“SWEEP SPEED”——扫描速度设置。
与正常模式相比,该模式下扫描速度提高至少两倍,而灵敏度仅仅降低了2dB。正常情况下,这个设置不会对光谱有明显的影响,除非信号比较弱,触及到设备的本地噪声。
4. 采样点数的多少
从根本上说,每个光谱仪扫描的总时间等于所有采样点所需扫描时间的累积。所以采样点数越多所需的时间就越长,速度也会慢下来。光谱仪默认情况下的采样点数会由相关设置自行变更,如果光谱仪上设置自动采样点,其计算方法如下:
基于上述算法,如果设置span不变,分辨率/采样间隔不变的前提下,我们可以手动设置采样点数,代替自动获取点数,只要减少采样点数,扫描速度就上去了。
这里我们把采样点数从自动的1001变为手动的501,可以看到光谱的曲线基本不变。但是,扫描时间缩短了将近一半。
这里需要注意一个事,点数减少可能会使光谱显得不那么光滑,所以注意点数的设置。
采样点数与曲线光滑性举例
5. 平均次数
为了提高信噪比,仪器可以增加扫描的平均次数,但是扫描速度会降低。在setup下就可设置,如图
平均次数一般默认是1,也就是光谱仪扫描一次就显示光谱,设置2~999时,每个点的数据会取每次扫描的平均值。所以想要扫描速度越快,平均次数就设置1即可。
注意:如果开启了X2两倍速模式,则无法设置平均次数。
总结
想要让光谱仪扫描更快速,第一灵敏度很重要,第二双倍速模式是否开启(部分机型没有这个功能),第三采样点数多少有直接关系,第四平均次数设为1。记住这几点,基本上你就可以玩转光谱仪了~
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