Спектрометр, используемый в этом эксперименте (рисунок 2)AvaSpec-NIR256-1.7-EVOВолоконнооптический спектрометр ближней инфракрасной области спектра. Этот спектрометр ближнего инфракрасного спектра измеряет1,7 мкмИспользование высокочувствительной оптической платформы, с хорошими параметрами производительности, скорость отбора проб до0,53 мсИнтегрированное время может быть короче10 мксА.

AvaSpec - NIR256 - 1.7 - EVO ПоддерживаетсяИнгаас (индий - галлий - мышьяк)Набор детекторов,USB 3иИнтерфейс Gigabit EthernetСверхнизкая шумовая плата. Можно выбрать разные решетки и щели. Цифровой и аналоговый интерфейс I / O спектрометра обеспечивает внешний запуск спектрометра, а также управление источником импульсного света и суммой затвора и может быть выбран с помощью программного обеспеченияОба.Различные режимы усиления, то есть режим высокой чувствительности (HS, по умолчанию) и режим низкого шума (LN).

Источником света, используемым в этом эксперименте, являетсяAvaSphere-50-LS-HAL-12VВстроенный интегральный шар источника света галогенных ламп (рисунок 3). Этот шар предназначен дляОтражениеРазработан для применения, но также подходит для измерения низкоотражающих материалов и ближней инфракрасной спектроскопии.

Интегрированные шары со встроенными галогенными лампами обеспечивают образецДиффузный галоидный светМожно избежать потерь, связанных с волоконно - оптическими связями, и интенсивность света на образце может быть высокой по сравнению с нашими стандартными отраженными интегральными шарами160В два раза больше. Интегральный шар AvaSphere - 50 - LS - HAL - 12VВнутренний диаметр 50 мм.Имеется пробоотборник диаметром 10 мм, эталонный порт SMA и точный порт SMA для сбора сигналов спектрометра AvaSpec.

Другие аксессуары, используемые в этом эксперименте, включают:

• Стекло, отделяющее образец шоколада от шарика.

• Белая эталонная плитка (WS - 2), используемая в качестве ссылки для сравнения каждого образца шоколада

• Оптическое волокно с диаметром сердечника 600 микрон (FC - UVIR600 - 1 - BX), соединяющее интегральные шары и спектрометры

Помимо того, что дешевый образец молочного шоколада представляет собой отдельный кусок шоколада, каждый образец шоколада ломается с полного куска шоколада. Каждый образец хранится в ящике комнаты около 21°C, чтобы убедиться, что шоколад не расплавится. При измерении каждый образец шоколада сначала помещается на отдельное стекло, а затем на порт образца интегрального шара (рисунок 4).

Это стекло предотвращает загрязнение, вызываемое попаданием шоколадных обломков в интегральный шар, а также позволяет получать более точные результаты на более последовательном расстоянии измерения. Сначала измерьте белый эталонный фарфор в качестве нашей белой ссылки, поместите его на стекло, чтобы обеспечить последовательность измерения расстояния.

Мы используем программное обеспечение AvaSoftТ - поглощение светаГрадусный режим, единица измерения которогоА.У.. AvaSoft - это наш собственный пакет для анализа данных. Эта модель специально разработана для применения в фотометрии. В этом эксперименте мы использовали белую опорную черепицу в качестве белой ссылки. АИнтегрированное времяУстановив около 3 мс, интегральное время может увеличить или уменьшить количество света, измеренного за один раз, влияя на общую амплитуду измеренного спектра. Мы будемСреднее числоУстановка 100 означает усреднение 100 значений вместе, чтобы обеспечить более последовательные спектральные результаты. Когда интегральное время короче, можно использовать более высокое среднее количество.

Спектральная карта, полученная в результате эксперимента, показана на рисунке ниже.

Спектр поглощения всех образцов шоколада1209,81 нми1437,32 нмИзмеряется до пиковых значений.

Описание данных:Показатели поглощения проб молочного шоколада на пике составили 0,50 A.U. и 0,74 A.U. (рис. 5).Показатели поглощения проб дешевого молочного шоколада на пике составили 0,52 A.U. и 0,79 A.U. (рис. 6). Показатели поглощения проб белого шоколада на пике составили 0,52 A.U. и 0,79 A.U. (рис. 7). Образцы черного шоколада с содержанием какао 78% имели значения поглощения на пике 0,53 A.U. и 0,68 A.U. (рис. 8). Образцы черного шоколада с содержанием какао 92% имели значения поглощения на пике 0,52 A.U. и 0,62 A.U. (рис. 9). Спектроскопическая карта пяти видов шоколада может показать разницу в пиковой интенсивности (рисунок 10).

в1209,81 нмМесто, светопоглощение от высокого до низкого соответственно: образец черного шоколада с содержанием какао 78%, образец черного шоколада с содержанием какао 92%, образец белого шоколада, образец дешевого молочного шоколада. в1437,32 нмМесто, светопоглощение от высокого до низкого соответственно: белый шоколад, дешевый молочный шоколад, молочный шоколад, содержание какао 78% образца черного шоколада, содержание какао 92% образца черного шоколада. Можно предположить, что этот пик указывает на содержание сахара.

заключение:: В среднем 28 г на порцию шоколада, 15 г сахара в белом шоколаде, 16 г сахара в дешевом молочном шоколаде, 12 г сахара в молочном шоколаде, 5 г сахара в черном шоколаде с содержанием какао 78% и 2 г сахара в черном шоколаде с содержанием какао 92%. Это лишь указывает на гипотезу, что аналогичные тенденции, такие как твердые молочные вещества и другие приправы, могут быть получены из других ингредиентов.

В целом, эксперимент наблюдал различия между различными типами шоколада с использованием ближнего инфракрасного спектра. Однако для полного объяснения и количественной оценки различий в этих измерениях необходимо использовать дополнительный количественный анализ.

AvaSpec-NIR256-1.7-EVOВолоконно - оптический спектрометрЭто очень универсальный спектрометр ближнего инфракрасного спектра, который можно настроить под ваши потребности.

AvaSphere-50-LS-HAL-12VВстроенные галогенные лампыОн специально разработан для измерения альбедо, но также может быть использован в любых приложениях, которые могут иметь проблемы с ограниченной интенсивностью сигнала, таких как измерения ближнего инфракрасного спектра.