使用近红外在线过程测量-好处

传统上,实验室使用吸收光谱法进行精确分析。在生产环境中,电磁波谱的一个非常强大的部分出现了过程分析(UV, Vis, NIR)。

吸收光谱是一种成熟的分析技术

尽管近红外光谱的数据过去很难解释,因为近红外光谱的重叠峰较宽,但近红外光谱具有丰富的信息,在工艺环境中使用时具有一些优势。其中一个优势是在线光纤耦合分析仪性能的可靠性。

分析仪可以放置在远离过程流中的样本接口的安全环境中。这为过程工程师或操作员同时进行了几个不同参数的实时信息,同时它发生在过程中。

软件工具已经进化以使解释例程进行解释程序,并且自动执行解释以提供可操作对操作员的信息。可靠性工程师和过程分析仪专业人员在其植物中基于NIR的分析仪系统部署经验丰富。

在线,光纤耦合近红外分析系统可以提供实时组成和物理参数的信息,以更好的过程控制

一个主要的好处NIR光谱仪分析仪是能够快速准确地测量样品,同时保持主要分析仪远离可能潜在危险的过程。将样品接口(流动池,插入探针,蒸汽电池等)连接到分析仪的光纤电缆使其成为可能。

当光能通过光导管(光学效率高的光纤电缆)传输一段距离时,存在一个潜在的误差源,因为光从光谱仪传输到光学探头,然后返回进行分析。为了获得最佳性能,对整个分析系统中的所有组件进行调优以有效地协同工作是很重要的。

导波的所有光谱仪、光纤电缆、光学探头(样品接口)和光度计都经过设计和测试,以确保最佳传输和兼容性。传输的改善使近红外数据更准确,因此更准确地分析。

光学匹配和优化元件,以提高全分析仪系统的可靠性和性能

分析仪的基本光学元件是平面(平面)衍射光栅。这由铝涂覆的镜子组成,其表面具有成千上万的平行和等间隔开的凹槽。蚀刻表面特别细腻,因此不应该清洁或触及。

衍射光栅是有史以来最精确的物体之一,所有好的大学物理入门教科书都用这种方法描述光栅函数。这篇文章将回顾光栅功能背后的几个事实,因为它们对分析仪的正确操作很重要。

光栅方程可以描述光栅的操作:

Mλ = 2d(sin θ + sin φ)

m =光栅阶整数
λ =波长
D =光栅常数(每毫米线数)
θ =入射光的角度(从垂直到光栅的角度测量)
φ =衍射光的角度(类似地从垂直光栅测量)

这个方程描述了白光到其基本波长的色散(例如,在可见光的情况下,各个颜色)。白光通过多路复用器外壳中的入口光纤进入单色器。

然后通过光栅将光分散到输出模块光纤阵列上,从中指向探测器模块。然后测量撞击检测器上的光的强度,通过旋转光栅记录光谱。

通过在滤轮上插入来自NIST的可追踪的稀土标准滤光片,分析仪通过编程实现自校准。因此,光栅角度可以准确地转换为波长轴,这是典型的光谱扫描。

然而,必须必须理解光栅整数的顺序m的重要性。对于零阶,即M = 0,发射角度和衍射的角度是相等的,但具有相反的标志。这是镜子发生的条件 - 没有观察到分散,并且在出口纤维处看到白光。零阶仅在初始校准过程中使用,因此如果不关心。

光谱仪设计成主要按顺序工作,M = 1.在某些条件下,第二阶(即M = 2)光可以到达检测器。这种光对所得的吸收测量产生负面影响,影响光度线性。例如,1000nm光自然地以1000nm出现在第一阶的1000nm,而且还可以原则上以2000nm在二阶中检测到,并且在三阶中类似地以3000nm在3000nm处。

如果仪器配备了对900到2150 nm之间的光敏感的扩展范围InGaAs探测器,二阶光将在大约1950 nm开始被观察到,因为975 nm长通滤光片永久性地安装在灯壳内。这种二级光是不需要的,因此必须滤掉。

通常,在光路中插入一个阶分选(长通)滤波器,以防止二阶辐射对一阶分析测量的干扰。这个滤波器包括在灯组件作为一个1550 nm长通滤波器(LP1550)。

对于记录在1900 nm以上波长的光谱,建议使用分析仪控制软件设置屏幕中的长通选项,并将LP1550滤波器插入到没有或很少需要光谱信息的光谱点。这个插入点可以选择在1550 nm和1950 nm之间的任何点。

近红外(NIR)光谱提供一种非破坏性测量技术,可以为您的过程提供快速,准确的结果,而无需气相色谱(GC)的缺陷;即高维护成本和广泛的保养考虑因素。引导波使用其光学技术将光线带到样品,从而能够消除昂贵的样品系统和工艺气相色谱所需的快速环,同时提供更快的结果。

此信息已采购,从引导波提供的材料进行审查和调整。欧洲杯足球竞彩

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引用

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  • 美国心理学协会

    导波。(2019年10月17日)。使用近红外在线过程测量-好处。AZoM。于2021年8月24日从//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=17313检索。

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    导波。“使用NIR进行在线流程测量 - 福利”。氮杂.2021年8月24日。

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    导波。“使用NIR进行在线流程测量 - 福利”。AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?articled=17313。(访问了2021年8月24日)。

  • 哈佛

    导波》2019。使用近红外在线过程测量-好处.AZoM, viewed August 2021, //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=17313。

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