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Einfluss der Messparameter auf IR-Spektren

Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses

Das Rauschen in Spektren wird zum einen durch das chemische Rauschen und zum anderen durch das instrumentelle Rauschen verursacht. Die Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses kann über die Hardware und auch über die Software erfolgen. Eine gebräuchliche Methode zur Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses ist die Signalmittelung. Das heißt, es werden einzelne Scans (Einzelaufnahmen) aufaddiert und anschließend erfolgt durch die Software deren Mittelung. Das Signal-Rausch-Verhältnis in Abhängigkeit von der Scanzahl ist wie folgt definiert:

S N = n S x N x S x / N x - Signal-Rausch-Verhältnis vor der Mittelung S / N - Signal-Rausch-Verhältnis nach der Mittelung n - Anzahl der Scans

Das heißt, das Signal-Rausch-Verhältnis verbessert sich mit der Quadratwurzel der Scanzahl.

Folgendes Bild zeigt Ausschnitte der Spektren von Benzoesäuremethylester, die mit 1, 10, 100 und 1000 Scans aufgenommen wurden. Nimmt man an, dass man für einen Scan eine Sekunde benötigt, so beträgt die Messzeit für 100 Scans ca. 1,7 Minuten; für 1000 Scans jedoch fast 17 Minuten. Betrachtet man nun zusätzlich die Verbesserung der Signal-Rausch-Verhältnisse, so erhält man für das Spektrum, welches mit 100 Scans aufgenommen wurde einen Wert von 10 [ 100 ] und für das Spektrum mit 1000 Scans einen Wert von 31,6 [ 1000 ]. Das bedeutet, eine zehnmal längere Messzeit ergibt nur ein 3-fach verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis. Eine Messzeit von 100 Scans ist demnach für dieses Beispiel ausreichend.

Abb.1
Ausschnitte der IR-Spektren von Benzoesäuremethylester
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