使用在线拉曼光谱进行天然气监测

天然气是气态碳氢化合物的复杂混合物，甲烷和乙烷通常是最主要的。

在天然气，个体的浓度各种碳氢化合物成分的浓度与仅检测痕量的浓度可能会大不相同，而非氢化碳化合物通常是占总混合物的几乎100％。

定性识别和定量验证不同气体物种的浓度的能力对于天然气应用至关重要。

虽然天然气混合物中惰性气体的存在似乎是良性的，但这意味着碳氢化合物气体的部分压力降低了天然气燃烧的能源。

天然气的能量密度还取决于存在特定烃的相对浓度，其丁烷和丙烷具有比最轻元素低的特定能密度。

通常，使用基于气相色谱法（GC）技术进行了天然气成分的分析，某些国际标准仍然需要此方法。

但是，尽管GC适合组成分析，即使是复杂的混合物，但仍有许多缺点。一种是执行GC实验所需的惰性载体气体的费用，使其成为代价高昂的分析工具。

流程分析的主要问题是，由于需要手动分离单个分析物，因此GC受到对可达到的分析速度的限制的阻碍。这也意味着它并不是特别适合在线流程分析。

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拉曼光谱法在线分析

一种选择是拉曼光谱作为一种分析技术，非常适合研究天然气等烃的混合物。对于分子气或液体，有关不同化学键振动频率的信息是在拉曼光谱上回收的主要信息。

对于每个分子物种，分析这些各种频率都会产生一个“指纹”，以定性鉴定该化合物，因为精确值在很大程度上取决于键的化学环境。这甚至可以用于识别同一元素的不同同位素之间。

分析物浓度的定量可以在拉曼光谱中完成，而参考样品在稀释条件下，对于给定的入射光强度，观察到的信号强度与浓度成正比。

作为一种分析技术，拉曼光谱是无损的，无需样品预处理。进行定性和定量研究可以节省时间。

消除了样品预处理的必要性和拉曼光谱法分析所有各种分析物的能力，这同时意味着可以将拉曼光谱仪纳入过程监视中以进行在线分析。

这提供了控制燃料的潜力，以便管理空气混合物，管理二手天然气和许多其他应用的成本。

天然气的筛查和量化

拉曼光谱法非常适合对天然气，丙烷，甲烷和丁烷的主要组成部分的定性和定量检测。

这可以用于实时进行筛查分析，以确保天然气的质量不会恶化或化学成分不会过度波动，这可能会影响气体的能量密度。

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生物甲烷

沼气和生物甲烷的细化和生产是非常复杂的化学过程，对最佳生物甲烷生产所需的过程条件的警惕和勤奋控制。

拉曼光谱仪可以作为工艺控制或质量保证的一部分进行集成和利用，因为它们有能力区分各种烃类气体并确定偶数痕量的污染物物种。

拉曼光谱法可用于仔细分析初始沼气浓度，以优化饲喂过程，因为每个分子在沼气中的独特指纹。

TEC5USA光谱溶液

开发用于在线天然气分析的适当的光谱仪系统需要考虑到这种类型的许多挑战。

首先，检测必须足够敏感，以便可以使用低入射激光功率进行实验，以防止对易燃气体的不良点火。

其次，样品探针必须易于整合到现有过程线中，并具有承受由痕量气体（例如样品中硫化氢）引起的潜在腐蚀的能力。

TEC5USA拉曼光谱仪可以实时测量过程。在线分析基于整个分析物结构和函数组而不是单个分析物的频段提供结果。TEC5USA拉曼光谱仪使用温度稳定的785 nm激光器，可调节输出为35 - 500 mW。

它配备了高度敏感的CCD阵列（1024 x 58像素）与VPH传输光栅并行使用，该光栅促进了散落的降低以及非常有效的分散体和300厘米的宽光谱范围^-1。

纤维束横截面转换器通过建立纤维的线性布置来制造光谱仪的入口缝隙，从而增强了光吞吐量。当与Hellma多通探针（RFP-456）或Tecraman探针并行使用时，直径600 µm的光纤可实现高光学吞吐量。

TEC5USA校准程序可确保高峰准确性和可重现的强度校正。RFP-465具有融合的二氧化硅窗口和Kalrez 6375窗户密封，包含不锈钢主体内。

这4通道拉曼光谱仪使用光纤开关多路复用器。该设备作为单个系统提供了大幅降低的成本，可用于众多测量位置。

通过分配给每个测量通道的单个激光操作来促进最佳测量速度。该设备可以通过各种工业协议轻松地集成到工业自动化环境（DCS和SCADA系统）中。

TEC5USA拉曼控制室系统带有地狱多通探针（RFP-465）。图片来源：TEC5USA INC

通过利用316台不锈钢探针，该设备在暴露于腐蚀性样品时坚固且具有耐候性。

更重要的是，它是专门用于与天然气样品和蒸气样品的兼容性的评级，该专利的多通用设计导致超过信号增强的数量级。

当利用一些板载处理时，数据处理和读数也不复杂，这意味着光谱仪系统很容易集成到分类位置（即I类，1类和I类第2类）。

虽然激光源本身是3B类，但防篡改，受IP保护的住房意味着它与IEC 60825-1一致的1级激光安装义务。还可以包括其他功能，例如RFID开关和可锁连接器。

TEC5USA产品的主要好处是，它们在所有类型的过程光谱中的丰富经验意味着他们还可以根据需要提供量身定制的解决方案或额外的建议，并可以将其用于售前和后售的支持。

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关于tec5usa

TEC5USA是公共交易公司Nynomic AG的一部分，是TEC5 AG的北美子公司。该小组是永久性，非接触和非破坏性光学测量技术制造商制造商的国际领导者。

TEC5USA的仪器并没有坚持耗时的实验室测量，而是迅速测量时间关键的化学和物理参数，以迅速对生产线的变化做出反应，从而实时验证过程验证。

这促进了一致的质量，减少和浪费最小化，端到端供应链优化，最大化和每份内容的薪水。

TEC5USA提供的行业包括半导体制造设备，薄膜技术，环境技术，采矿业，化学，石化，生物技术和制药，食品，饲料和饮料以及农业。2020欧洲杯下注官网

参考

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