Un spectrofotometru este un fotometru care detectează compoziția substanțelor. Face acest lucru prin trecerea luminii printr-o substanță și comparând caracteristicile lungimii de undă înainte și după. De obicei, un spectrofotometru cu un singur fascicul proiectează un fascicul de lumină vizibilă, aproape ultravioletă (UV) sau aproape infraroșu (IR) prin lichide, solide și gaze, pentru a analiza absorbția fasciculului și modificările de intensitate. Un dispozitiv cu fascicul dublu compară fasciculul de testare cu un al doilea fascicul de referință și este adesea văzut ca o îmbunătățire mai ușoară și mai stabilă a tehnologiei. Varietatea cu un singur fascicul oferă însă anumite avantaje; acestea includ un design mai simplu, mai compact, o gamă dinamică mai mare și o versatilitate mai mare.
Adesea asemănător cu o imprimantă desktop, dispozitivul este utilizat în industrii și științe. În spectrofotometrele tipice, lumina emite dintr-o sursă, cum ar fi filamentul de tungsten, dioda emițătoare de lumină sau arcul de xenon, în funcție de trăsăturile spectrale necesare. Fasciculul lovește un grătar, unde se reflectă și se dispersează în altă direcție. Acesta trece printr-o deschidere și apoi prin substanța în cauză.
Un detector electronic de lumină captează fasciculul difractat. Energia luminoasă este convertită în energie electrică, iar fluctuațiile de tensiune rezultate sunt analizate pe un computer. Software-ul de calculator traduce apoi caracteristicile lungimii de undă spectrale. Cu un spectrofotometru cu un singur fascicul, caracteristicile spectrale rezultate sunt comparate cu fasciculul inițial, cu modificări și discrepanțe detectate. Acest lucru permite echipamentului să evalueze compoziția substanței.
De obicei, un spectrofotometru cu un singur fascicul este suficient pentru a efectua analize ale intervalului luminii UV-vizibile. Formulele pot fi aplicate la absorbțiile selectabile cu o singură lungime de undă pentru a ajuta la calcularea și deducerea compozițiilor. Folosind o sursă de lumină fixă sau continuă, aceste dispozitive se pot baza pe emițători și detectoare simple cu diode în stare solidă pentru a aplica fascicule în mod constant pentru procese repetabile.
Mai puține componente înseamnă că dispozitivele cu un singur fascicul sunt mai puțin costisitoare de cumpărat sau de operat. Sunt mai puțin complexe, astfel încât pot introduce mai puține inconsecvențe operaționale. Software-ul ajută la analiza și trasarea graficelor rezultate; echipamentul este capabil să calculeze rapid absorbția și să corecteze datele de referință.
Dispozitivele moderne pot determina substanțe din mii de spectre de referință stocate în memorie. Echipamentele compacte pot fi transportate mai ușor pentru utilizare pe teren și aplicații la fața locului, cum ar fi monitorizarea concentrațiilor de CO2 în sere. Disponibil într-o varietate de forme și dimensiuni, echipamentul spectrofotometru cu un singur fascicul necesită mai puțină precizie decât tipurile cu fascicul dublu și nu este la fel de sensibil la defectele componentelor și la acumularea de praf intern. Nici nu trece prin lungimi suplimentare de recombinare a fasciculelor duble pentru detectare.
Cu mai puține părți în mișcare de purtat sau de a ieșit din aliniament, spectrofotometrul cu un singur fascicul este proiectat pentru o stabilitate și fiabilitate sporite. Inovațiile și tehnicile tehnice îngustează avantajul modelelor cu fascicul dublu față de acest tip. Evoluții suplimentare în domeniul electronicii și al tehnologiilor lămpilor introduc citiri mai consistente cu un singur fascicul. Calibrările regulate și întreținerea adecvată a echipamentului pot asigura că detectarea unui singur fascicul a amprentei curbei spectrale a unei substanțe poate fi obținută în mod fiabil.