主题:【求助】CCD跟光电倍增管有什么区别吗?

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心亡
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在直读光谱里面有CCD跟光电倍增管,我只知道这两是用来转换信号的,(把光信号转换成电信号!可以这么理解吗?)

是CCD的直读好还是光电倍增管的光谱好?

它们分别有什么优势跟劣势?

老是听那些做光谱的说CCD的怎么怎么好了,光电的不好添加通道什么的,求给位老师给我解释清楚点,不胜感激!!!
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在直读光谱里面有CCD跟光电倍增管,我只知道这两是用来转换信号的,(把光信号转换成电信号!可以这么理解吗?)

是CCD的直读好还是光电倍增管的光谱好?

它们分别有什么优势跟劣势?

老是听那些做光谱的说CCD的怎么怎么好了,光电的不好添加通道什么的,求给位老师给我解释清楚点,不胜感激!!!


CCD和光电倍增管(PMT)的好坏需要视应用情况而定。先看看他们各自的优势吧。

光电倍增管:单点探测器,最大的特点是暗电流小,适合超纯金属和超低含量(一般<0.001%,具体元素不同)的分析。

CCD:集成探测器,每片CCD相当于上千个光电倍增管,不制冷的情况下暗电流较大,适合常量分析(一般>0.001%,具体元素不同)。

直读光谱仪测量元素含量的原理是根据该元素的谱线强度来计算的,因此要想测量某个元素,就必须测量这个元素的谱线。

由于PMT是单点探测器,使用PMT的仪器是根据客户测量的元素来安装PMT的,后期增加测量要求(添加通道)确实非常麻烦,但如果业务比较确定或者有一些超低含量的分析需求,建议使用PMT的仪器。

使用CCD探测器的仪器一般是全谱测量,即测量所有元素的谱线,所以没有通道的概念(或者可以理解为通道一次配全)。除此之外CCD在常量分析上的准确度理论上要比PMT的要好,因为它在背景和干扰校正上有很大的优势。如果你的分析需求比较常规,建议使用CCD的仪器。
wccd
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CCD和PMT的区别

1、通道:

● PMT光电倍增(真空)管是点(或线)测量,只能读取分立的谱线,每个(通道)元素对应一个PMT,所以一个元素至少要配一个管子,谱线是单一波长的接收,不能连续接收,选择分析谱线大大受限,元素越多PMT越多。光电倍增管技术类光谱仪后续增加分析基体基本是不可能的,即使能增加基体,也局限于增加1个或是2个,增加基体因受到其物理空间限制,效果也是十分差的,而且费用极高。


● CCD(电荷藕合器件)是面扫描(分区)测量,须要深冷处理(以提高信噪比),但数量远少于PMT,三个CCD(分三个段或三个区)就可覆盖绝大多数元素(全谱),可根据需求来选择分析谱线,特别是可以利用一个元素有多条特征谱线的原理,针对某个元素选用多个分析谱线来做分析。后期增加通道方便,方便增加基体和分析元素种类。相比传统的通道式(PMT光电倍增管)要灵活,用户将来如需增加元素分析需求,只需添加相应分析程序,无需改变仪器硬件,升级非常便捷。CCD相比于光电倍增管后期技术价格低。

2、灵敏度和测定范围、效率

● PMT光电倍增管(光电转换,电流放大作用)信噪比大,灵敏度高,疲劳恢复快。全谱对于企业基本难实现。

● CCD(高灵敏度特性和多道特性)检测噪音低,信号同步测定,可以读出一段光谱区域内的连续光谱,如果结合中阶梯光栅和二维CCD面阵,还可以读出整个原子发射光谱区域,可实现“全谱”测定。

由于模糊效应,低敏感谱线边上不能选用高敏感的谱线,且无电流放大功能,故单体分析精度没有PMT灵敏度高,但现在一些先进的CCD设备其分析精度也达到了PPM级别,例如Sn类材料中Ag元素分析下限可达0.0001%,其分析精度已经是非常高,而且还在不断的发展。一般来说10ppm的检出限是可信的,如有再低的检测限(LOD)要求,(如做纯金属分析或个别军工用特殊合金产品,检出限在1ppm或0.1ppm)最好选用PMT。

石英和MgF材质的入射窗,可分析的UV元素波长低至115nm——N,O分析,在UV和VUV波段元素分析更可靠;支持统计技术来评估夹杂物偏析。

与全谱ICP-OES相似,CCD可以查看谱图,观察被测元素的干扰情况,但PMT则不行。

3、刻线密度

● CCD刻线密度一般在3000-3600。


● PMT光电倍增管一般在2400-3600,分光效果更好。

4、其它特点

● CCD光栅焦距短占用空间小,光程短,光的损失就比较少。从光电检测角度上看,CCD无论是光子效率(QE)、光谱覆盖范围等都要远胜于PMT。CCD的占用空间也要比PMT的省,设计结构紧凑,可移动且便于使用,适用于实验室及现场;相对PMT元件来说,性价比更高,并随着CCD元件水平的不断提升,将来有取代PMT的趋势,就像数码相机取代传统的胶片相机一样。

● 不过,与真空器件和固体器件在大多数竞争场合的情况相同,CCD在响应速度、温度稳定性等方面却不如PMT。
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2016/8/6 14:30:25 Last edit by wccd
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在直读光谱里面有CCD跟光电倍增管,我只知道这两是用来转换信号的,(把光信号转换成电信号!可以这么理解吗?)

是CCD的直读好还是光电倍增管的光谱好?

它们分别有什么优势跟劣势?

老是听那些做光谱的说CCD的怎么怎么好了,光电的不好添加通道什么的,求给位老师给我解释清楚点,不胜感激!!!


CCD和光电倍增管(PMT)的好坏需要视应用情况而定。先看看他们各自的优势吧。

光电倍增管:单点探测器,最大的特点是暗电流小,适合超纯金属和超低含量(一般<0.001%,具体元素不同)的分析。

CCD:集成探测器,每片CCD相当于上千个光电倍增管,不制冷的情况下暗电流较大,适合常量分析(一般>0.001%,具体元素不同)。

直读光谱仪测量元素含量的原理是根据该元素的谱线强度来计算的,因此要想测量某个元素,就必须测量这个元素的谱线。

由于PMT是单点探测器,使用PMT的仪器是根据客户测量的元素来安装PMT的,后期增加测量要求(添加通道)确实非常麻烦,但如果业务比较确定或者有一些超低含量的分析需求,建议使用PMT的仪器。

使用CCD探测器的仪器一般是全谱测量,即测量所有元素的谱线,所以没有通道的概念(或者可以理解为通道一次配全)。除此之外CCD在常量分析上的准确度理论上要比PMT的要好,因为它在背景和干扰校正上有很大的优势。如果你的分析需求比较常规,建议使用CCD的仪器。


在背景和干扰校正上有何优势,为何准确度要比PMT的好?
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在背景和干扰校正上有何优势,为何准确度要比PMT的好?


很多复杂的数学算法处理,比如背景校正,背景多项式拟合,发射峰的高斯波形拟合,样条插值,卡尔曼滤波等等等等,都需要依靠大量的光谱数据信息来建立模型。通常的ccd类仪器,每片ccd上都有数千个小的传感单元,其总的波长传感数据通常在几万个,这样的数据量可以轻易开展各类算法来提高准确度。而对于pmt类的仪器来说,通常也就不到20的传感单元,只有依靠单点数据来建模,这方面确实比不上ccd。

但是,其实好的pmt类的仪器准确度也很高,从进口仪器来讲,ccd跟pmt在准确度上的优势其实不太明显。

但是国产的pmt就不好讲了。

其实也是那句话,对于常规应用,ccd有很大优势,无论从仪器性能还是方便性上。

但是对于想测到很低含量,比如0.01%以下还想测准的,选择进口的pmt比较靠谱。
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在直读光谱里面有CCD跟光电倍增管,我只知道这两是用来转换信号的,(把光信号转换成电信号!可以这么理解吗?)

是CCD的直读好还是光电倍增管的光谱好?

它们分别有什么优势跟劣势?

老是听那些做光谱的说CCD的怎么怎么好了,光电的不好添加通道什么的,求给位老师给我解释清楚点,不胜感激!!!


CCD和光电倍增管(PMT)的好坏需要视应用情况而定。先看看他们各自的优势吧。

光电倍增管:单点探测器,最大的特点是暗电流小,适合超纯金属和超低含量(一般<0.001%,具体元素不同)的分析。

CCD:集成探测器,每片CCD相当于上千个光电倍增管,不制冷的情况下暗电流较大,适合常量分析(一般>0.001%,具体元素不同)。

直读光谱仪测量元素含量的原理是根据该元素的谱线强度来计算的,因此要想测量某个元素,就必须测量这个元素的谱线。

由于PMT是单点探测器,使用PMT的仪器是根据客户测量的元素来安装PMT的,后期增加测量要求(添加通道)确实非常麻烦,但如果业务比较确定或者有一些超低含量的分析需求,建议使用PMT的仪器。

使用CCD探测器的仪器一般是全谱测量,即测量所有元素的谱线,所以没有通道的概念(或者可以理解为通道一次配全)。除此之外CCD在常量分析上的准确度理论上要比PMT的要好,因为它在背景和干扰校正上有很大的优势。如果你的分析需求比较常规,建议使用CCD的仪器。


在背景和干扰校正上有何优势,为何准确度要比PMT的好?


影响准确度的因素有两个:一是光源激发所产生的基体效应干扰,二是光谱干扰。基体效应干扰是由光源决定的,无论用哪种探测器都会存在,现在普遍的方式是通过干扰系数法来校正。光谱干扰(背景和干扰元素的光谱)则可以通过软件的方式扣除。背景干扰:举个例子,假设我们要爬一座山峰,我们关注的是从山脚下到山顶的高度,PMT测量的是山顶海拔高度,而CCD测量的是形貌图,包含山顶和山脚的海拔高度,因此,在山峰高度的评判上,CCD比PMT要准。元素干扰:再假设有两座相连的山峰,是因为玉帝老儿的天空漏了两个窟窿落下来的土造成的,我们现在想知道每个窟窿到底漏了多少土,PMT测量是很粗暴地直接从中间切断,CCD是测绘处山峰的整体形貌,再根据这种形貌特点计算出中间重叠部分与多少土属于左边山峰,多少土属于右边山峰,因此,在堆土量的判断上,CCD比PMT更准。
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在背景和干扰校正上有何优势,为何准确度要比PMT的好?


很多复杂的数学算法处理,比如背景校正,背景多项式拟合,发射峰的高斯波形拟合,样条插值,卡尔曼滤波等等等等,都需要依靠大量的光谱数据信息来建立模型。通常的ccd类仪器,每片ccd上都有数千个小的传感单元,其总的波长传感数据通常在几万个,这样的数据量可以轻易开展各类算法来提高准确度。而对于pmt类的仪器来说,通常也就不到20的传感单元,只有依靠单点数据来建模,这方面确实比不上ccd。

但是,其实好的pmt类的仪器准确度也很高,从进口仪器来讲,ccd跟pmt在准确度上的优势其实不太明显。

但是国产的pmt就不好讲了。

其实也是那句话,对于常规应用,ccd有很大优势,无论从仪器性能还是方便性上。

但是对于想测到很低含量,比如0.01%以下还想测准的,选择进口的pmt比较靠谱。


厉害,谢谢啊。
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是CCD的直读好还是光电倍增管的光谱好?

它们分别有什么优势跟劣势?

老是听那些做光谱的说CCD的怎么怎么好了,光电的不好添加通道什么的,求给位老师给我解释清楚点,不胜感激!!!


CCD和光电倍增管(PMT)的好坏需要视应用情况而定。先看看他们各自的优势吧。

光电倍增管:单点探测器,最大的特点是暗电流小,适合超纯金属和超低含量(一般<0.001%,具体元素不同)的分析。

CCD:集成探测器,每片CCD相当于上千个光电倍增管,不制冷的情况下暗电流较大,适合常量分析(一般>0.001%,具体元素不同)。

直读光谱仪测量元素含量的原理是根据该元素的谱线强度来计算的,因此要想测量某个元素,就必须测量这个元素的谱线。

由于PMT是单点探测器,使用PMT的仪器是根据客户测量的元素来安装PMT的,后期增加测量要求(添加通道)确实非常麻烦,但如果业务比较确定或者有一些超低含量的分析需求,建议使用PMT的仪器。

使用CCD探测器的仪器一般是全谱测量,即测量所有元素的谱线,所以没有通道的概念(或者可以理解为通道一次配全)。除此之外CCD在常量分析上的准确度理论上要比PMT的要好,因为它在背景和干扰校正上有很大的优势。如果你的分析需求比较常规,建议使用CCD的仪器。


在背景和干扰校正上有何优势,为何准确度要比PMT的好?


影响准确度的因素有两个:一是光源激发所产生的基体效应干扰,二是光谱干扰。基体效应干扰是由光源决定的,无论用哪种探测器都会存在,现在普遍的方式是通过干扰系数法来校正。光谱干扰(背景和干扰元素的光谱)则可以通过软件的方式扣除。背景干扰:举个例子,假设我们要爬一座山峰,我们关注的是从山脚下到山顶的高度,PMT测量的是山顶海拔高度,而CCD测量的是形貌图,包含山顶和山脚的海拔高度,因此,在山峰高度的评判上,CCD比PMT要准。元素干扰:再假设有两座相连的山峰,是因为玉帝老儿的天空漏了两个窟窿落下来的土造成的,我们现在想知道每个窟窿到底漏了多少土,PMT测量是很粗暴地直接从中间切断,CCD是测绘处山峰的整体形貌,再根据这种形貌特点计算出中间重叠部分与多少土属于左边山峰,多少土属于右边山峰,因此,在堆土量的判断上,CCD比PMT更准。


很形象,很具体,谢谢。
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如果CCD想真正意义上的完全取代PMT,还需要CCD的材料科学取得一次质的飞越
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在直读光谱里面有CCD跟光电倍增管,我只知道这两是用来转换信号的,(把光信号转换成电信号!可以这么理解吗?)

是CCD的直读好还是光电倍增管的光谱好?

它们分别有什么优势跟劣势?

老是听那些做光谱的说CCD的怎么怎么好了,光电的不好添加通道什么的,求给位老师给我解释清楚点,不胜感激!!!


CCD和光电倍增管(PMT)的好坏需要视应用情况而定。先看看他们各自的优势吧。

光电倍增管:单点探测器,最大的特点是暗电流小,适合超纯金属和超低含量(一般<0.001%,具体元素不同)的分析。

CCD:集成探测器,每片CCD相当于上千个光电倍增管,不制冷的情况下暗电流较大,适合常量分析(一般>0.001%,具体元素不同)。

直读光谱仪测量元素含量的原理是根据该元素的谱线强度来计算的,因此要想测量某个元素,就必须测量这个元素的谱线。

由于PMT是单点探测器,使用PMT的仪器是根据客户测量的元素来安装PMT的,后期增加测量要求(添加通道)确实非常麻烦,但如果业务比较确定或者有一些超低含量的分析需求,建议使用PMT的仪器。

使用CCD探测器的仪器一般是全谱测量,即测量所有元素的谱线,所以没有通道的概念(或者可以理解为通道一次配全)。除此之外CCD在常量分析上的准确度理论上要比PMT的要好,因为它在背景和干扰校正上有很大的优势。如果你的分析需求比较常规,建议使用CCD的仪器。


在背景和干扰校正上有何优势,为何准确度要比PMT的好?


影响准确度的因素有两个:一是光源激发所产生的基体效应干扰,二是光谱干扰。基体效应干扰是由光源决定的,无论用哪种探测器都会存在,现在普遍的方式是通过干扰系数法来校正。光谱干扰(背景和干扰元素的光谱)则可以通过软件的方式扣除。背景干扰:举个例子,假设我们要爬一座山峰,我们关注的是从山脚下到山顶的高度,PMT测量的是山顶海拔高度,而CCD测量的是形貌图,包含山顶和山脚的海拔高度,因此,在山峰高度的评判上,CCD比PMT要准。元素干扰:再假设有两座相连的山峰,是因为玉帝老儿的天空漏了两个窟窿落下来的土造成的,我们现在想知道每个窟窿到底漏了多少土,PMT测量是很粗暴地直接从中间切断,CCD是测绘处山峰的整体形貌,再根据这种形貌特点计算出中间重叠部分与多少土属于左边山峰,多少土属于右边山峰,因此,在堆土量的判断上,CCD比PMT更准。


很形象,很具体,谢谢。


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