Open-source spectrophotometers: Hardware and analytical performance optimization

Abstract

En aquest treball, s’ha utilitzat un espectròmetre de codi obert C12880MA del fabricant Hamamatsu Photonics, per tal de desenvolupar un sistema capaç d’analitzar, per reflectància, dades colorimètriques de peces d’art, amb una alta precisió i repetibilitat. Per tal d’assolir aquest objectiu, s’ha realitzat una profunda recerca en sistemes similars ja existents, i com els diferents autors d’aquests treballs han provat de millorar la qualitat de les dades obtingudes mitjançant la disminució de la dark current a la sortida del sistema. El treball, presenta com s’ha realitzat el desenvolupament d’un sistema que tenint en compte diversos factors: La correcta selecció d’un convertidor de senyal analògica a digital, la utilització d’un amplificador operacional, per tal de reduir el consum de corrent a la sortida del senyal analògic del sensor, i procurar disminuir l’augment de temperatura que el sensor patia, i la correcta selecció del temps d’exposició del sensor al llum reflectit de l’il·luminat sobre la superfície a analitzar, per tal d’assegurar de captar-ne tota la llum necessària pel anàlisis sense deixar-ne entrar massa, ha sigut possible millorar notablement la qualitat de les dades obtingudes.

In this work, an open-source spectrometer C12880MA from the manufacturer Hamamatsu Photonics, has been used. It aims to develop a robuts system capable of analyzing colorimetric data of art works with high accuracy and precission. To achieve this goal, in-depth research has been carried out on similar existing systems and how the different authors of these works have tried to improve the quality of the data obtained by reducing the dark current at the system's output. The work presents how the development of a system has been carried out that taking into account several factors: The correct selection of an analog-to-digital signal converter, the use of an operational amplifier to reduce the consumption of current at the output of the analog signal of the sensor and try to decrease the increase in temperature that the sensor suffered, and the correct selection of the exposure time of the sensor to the reflected light of the illuminated on the surface to be analyzed, to ensure that all the light needed for the analysis is captured without letting too much in, it has been possible to improve the quality of the data obtained significantly.