UV Talk Letter Vol. 5

Význam tématu

Správné měření optických vlastností pevných i kapalných vzorků je klíčové v mnoha oblastech – od kalibrace laboratorních přístrojů přes kontrolu kvality skel a povlaků až po vývoj energeticky úsporných materiálů pro stavebnictví či automobilový průmysl. Integrující sféry umožňují přesné stanovení transmittance, reflectance i emise u vzorků s difúzním či spekulárním rozptylem, zatímco standardy JIS R3106, A5759 a K5602 definují jednotný postup měření sluneční transmittance a reflexe plochých skel, folií či nátěrů. Nové generace atomových absorpčních spektrometrů přináší vyšší citlivost, rychlost analýzy a pokročilé bezpečnostní prvky.

Cíle a přehled studie / článku

Článek detailně popisuje principy a praxi měření pomocí integrujících sfér v UV-VIS a IR oblasti, představuje postupy výpočtu viditelné a sluneční transmittance a reflexe dle JIS R3106, objasňuje rozdíl mezi relativní a absolutní reflexí a uvádí přehled novinek v oblasti atomové absorpční spektrometrie (Shimadzu AA-7000).

Použitá metodika a instrumentace

• UV-VIS spektrofotometr s integrující sférou (bariumsíranový potah, otvory pro vzorky i detektor).
• UV-VIS-NIR spektrofotometr pro měření sluneční transmittance/reflectance (300–2500 nm) s integrovanou sférou a dedikovaným softwarem.
• IR spektrofotometr s příslušenstvím pro měření spekulární reflexe (2000–400 cm⁻¹) pro výpočet normální emise.
• Software Solar Transmittance Measurement Software a běžné tabulkové procesory pro výpočty koeficientů.
• Atomový absorpční spektrometr AA-7000 se dvěma atomizátory (plamen a grafitová pec), duálním optickým systémem a bezpečnostními senzory.

Hlavní výsledky a diskuse

Měření s integrující sférou zajistilo homogenní osvětlení detektoru i u vzorků rozptylujících či lomivých (čočky, kalné roztoky), umožnilo oddělenou kvantifikaci rozptýlené složky transmittance i přesné stanovení reflexe (diffúzní vs. celková). Aplikace standardu JIS R3106 pro ploché sklo prokázala výrazné rozdíly ve viditelné a sluneční transmittanci jednotlivých vzorků, zatímco IR reflexe byla srovnatelná. Q&A část ukazuje, že relativní reflexe (referenční standard 100 %) se liší od absolutní reflexe (kalibrovaná vůči ideální ploché zrcátkové hladině) a že absolutní měření zajišťuje reprodukovatelnost mezi přístroji. Nový model AA-7000 pak dokáže zkrátit dobu přechodu mezi plamenovým a pecním měřením, zvýšit citlivost i stabilitu a nabídnout unikátní zabudovaný vibrační senzor a kontrolu netěsností plynů.

Přínosy a praktické využití metody

• Integrující sféry umožňují spolehlivé stanovení vlastností opticky neprůhledných či rozptylujících vzorků v širokém spektru.
• Standardizované protokoly JIS R3106, A5759 a K5602 podporují hodnocení energetické efektivity stavebních materiálů (skla, fólie, nátěry).
• Rozlišení relativní vs. absolutní reflexe zvyšuje přesnost při kalibraci optických povlaků a protireflexních filmů.
• AA-7000 rozšiřuje možnosti analytické laboratoře o rychlé a bezpečné stanovení stopových kovů ve vzorcích vody, půd či potravin.

Budoucí trendy a možnosti využití

Vývoj se ubírá k dalšímu automatizovanému zpracování dat a integraci spektrometrických systémů s digitálními laboratorními informačními systémy (LIMS). Použití větších integrujících sfér pro snížení vlivu otvorů i rozšíření na submillimetrové wavelength oblasti pro nová materiálová studia. V atomové absorpci se očekává nástup pared-down přenosných systémů s vestavěnou umělou inteligencí pro předběžnou analýzu v terénu a dálková diagnostika přístrojů.

Závěr

Integrující sféry představují univerzální nástroj pro přesné optické měření vzorků s rozptylem i lomem světla, zatímco standardy JIS poskytují jasné postupy pro hodnocení energetických vlastností stavebních materiálů. Přesné rozlišení reflexních režimů a moderní atomové absorpční spektrometry s pokročilými bezpečnostními a výkonnostními vlastnostmi otevírají nové aplikační možnosti v analytické chemii, výzkumu a průmyslové kvalitě.

Reference

• JIS R3106: Testing Method on Transmittance, Reflectance and Emittance of Flat Glasses and Evaluation of Solar Heat Gain Coefficient.
• JIS A5759: Films for Glazing Used in Construction – Testing Methods.
• JIS K5602: Paint Films – Testing Methods for Solar Reflectance and Emittance.
• Shimadzu Application News No. A396: Daylight Transmittance Application Data of Glass Plate.
• Shimadzu Application News No. A404: Glass Plate Analysis in Accordance with JIS R3106.
• Shimadzu Application News No. A412: Analysis of Adhesive Films for Glazings Conducted in Accordance with JIS A5759.