2010.5.6 在線光譜技術(shù)及其產(chǎn)品介紹

光譜技術(shù)正在經(jīng)歷一場革命，從實驗室走向現(xiàn)場（生產(chǎn)線，實驗場和自然環(huán)境）。以往絕大部分光譜儀器都局限于實驗室內(nèi)，將采來的樣品經(jīng)過切割、粉碎、壓片、研磨、溶解、稀釋、萃取或化學(xué)反應(yīng)等處理手段后放在儀器的固定樣品室內(nèi)進(jìn)行測量分析。由于這些光譜儀器龐大笨重，很難到現(xiàn)場去工作。但是每個工業(yè)部門都面臨不斷改進(jìn)質(zhì)量的要求，這主要表現(xiàn)在以離線計量為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)質(zhì)量保證體系正在向以在線或現(xiàn)場傳感器為基礎(chǔ)的過程控制新質(zhì)量保證體系轉(zhuǎn)移。在流程工業(yè)的過程控制中，目前能在線測量與控制的變量僅限于溫度、壓力和流量等，而對過程中化學(xué)成分和許多物性變量仍不能進(jìn)行有效的連續(xù)測量，而這些特殊變量卻是表征生產(chǎn)狀況的重要甚至是決定性的指標(biāo)參數(shù)，因而嚴(yán)重影響了工業(yè)產(chǎn)品成品的產(chǎn)率和質(zhì)量的及時監(jiān)測；在環(huán)境監(jiān)測中，反映環(huán)境變化的關(guān)鍵性變量的連續(xù)測量也是很困難的。

因此，在線光譜技術(shù)應(yīng)運而生，它正是在線或現(xiàn)場狀況下基于分子水平基礎(chǔ)上的微觀物理量和微觀化學(xué)量的光譜傳感技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于化工、制藥、輕工和半導(dǎo)體等工業(yè)部門的過程監(jiān)測，化學(xué)分析，色度和照度控制，環(huán)境保護(hù)，生物和醫(yī)學(xué)研究，農(nóng)業(yè)和林業(yè)，海洋和礦業(yè)，防偽和保證系統(tǒng)以及軍事部門等等。

在線光譜技術(shù)是一項新興的技術(shù)。因為它的應(yīng)用對象和條件與傳統(tǒng)光譜技術(shù)不同，也就決定了它具有自己的技術(shù)特征：針對性、協(xié)調(diào)性和綜合性。針對不同的分析對象、條件和要求就需要選擇諸如吸收、反射、熒光、拉曼等光譜方法中適用的光譜手段、相應(yīng)的采樣方式和技術(shù)指標(biāo)適中的元件設(shè)備。在線光譜測量必須與生產(chǎn)流程相協(xié)調(diào)，不干擾生產(chǎn)流程正常進(jìn)行，實現(xiàn)生產(chǎn)、測量、控制與優(yōu)化相融合，形成一個有機(jī)的整體，即智能型生產(chǎn)，對于實驗場和自然環(huán)境也有類似的非破壞性測量的要求。由于現(xiàn)場條件的多樣性，測量對象的復(fù)雜性，過程的進(jìn)行性，這就需要綜合運用多項高新技術(shù)靈活解決各種實際問題。

傳統(tǒng)光譜技術(shù)是以光譜儀為中心考慮問題、解決問題的技術(shù)。在線光譜技術(shù)則完全相反，是完全以被測樣品為中心考慮問題、解決問題的技術(shù)。由此，帶來了在線光譜儀器設(shè)備設(shè)計開發(fā)的革命性變化：

1．采用柔性光纖采光技術(shù)，以適應(yīng)被測樣品的復(fù)雜形狀和位置；
2．采用小型化全固定件光學(xué)設(shè)計，以適應(yīng)高震動、狹窄空間等復(fù)雜的工況環(huán)境檢測的需要；
3．采用低能耗便攜技術(shù)，以適應(yīng)戶外（野外）環(huán)境檢測的需要；
4．采用遙控光電傳感技術(shù)，以適應(yīng)腐蝕、污染、有毒等惡劣環(huán)境檢測的需要；
5．采用新型的傳感器－多道電荷耦合光電器件，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的高速化。

因此，在線光譜技術(shù)是一項綜合性高技術(shù)。

在線光譜技術(shù)包括：系列在線光譜儀設(shè)計與制造技術(shù)，采樣與樣品預(yù)處理技術(shù)，光譜分析軟件和模型數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及現(xiàn)場總線技術(shù)。

在線光譜儀主要技術(shù)指標(biāo)：
  波長范圍：200nm-1000nm（可擴(kuò)展至3400nm）
  光譜儀焦距長度：42，65，100，133，150，220，300mm任選
  光譜分辨率：0.5-5nm（因設(shè)計方案而異）
  光源：可提供各種用于吸收、反射、熒光和拉曼等光譜測量適用的光源
  探頭：備有適應(yīng)不同光譜方法的采樣頭，任選
  多模光纖：芯徑50，100，200，400μm，可互換（包括集束光纖），長度可大于100米
  CCD檢測器動態(tài)范圍：3000 : 1 — 20000 : 1任選
  CCD檢測器積分時間：10ms-100s
  輸出：輸出已數(shù)字化，可與各種協(xié)議總線掛接，或經(jīng)串口直接接入計算機(jī)
  譜儀控制：譜儀控制全部智能化，接口協(xié)議公開，提供開發(fā)軟件包，方便用戶進(jìn)行二次開發(fā)。
  軟件：Windows 95平臺實時采樣、繪圖和分析軟件包（自有知識產(chǎn)權(quán)），還可另外提供非線性回歸和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)光譜數(shù)據(jù)處理軟件包。

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