Spettrometru tal-infra-aħmar qrib

kontenut
1. X'inhu spettrometru qrib infra-aħmar?
    1.1 X'inhu NIR?
    1.2 Karatteristika ta 'spettrometru infrared qrib
2. Tip ta 'spettrometru infrared qrib
3. Prekawzjoni ta 'spettrometru infrared qrib
4. Kif tixtri spettrometru tal-infra-aħmar qrib?

Spettrometru tal-infra-aħmar qrib huwa strument analitiku magħmul mill-prinċipju ta 'assorbiment selettiv ta' raġġi infra-aħmar minn gassijiet jew likwidi, li għandu l-karatteristiċi ta 'sensittività għolja, ħin ta' rispons mgħaġġel, firxa analitika wiesgħa, selettività tajba u kapaċità qawwija kontra l-interferenza, eċċ. Huwa użat ħafna fil-metallurġija petrokimika u produzzjoni industrijali oħra.

Spettroskopija tal-infra-aħmar qrib (NIR) hija waħda mit-tekniki analitiċi li qed jikbru malajr u l-aktar impressjonanti mis-snin disgħin. Bl-applikazzjoni u l-iżvilupp ulterjuri tal-metodi ta 'analiżi NIR, gradwalment kisbet aċċettazzjoni universali. F'dawn l-aħħar snin, bl-iżvilupp ta 'kimometriċi, fibra ottika, u teknoloġija tal-kompjuter, spettroskopija NIR onlajn qed tiġi applikata għal ħafna oqsma inklużi l-agrikoltura u t-trobbija tal-annimali, l-ikel, il-kimika, il-petrokimika, il-farmaċewtika, it-tabakk, eċċ b'veloċità tal-għaġeb, li tipprovdi spazju ta 'użu wiesa' ħafna għar-riċerka xjentifika, it-tagħlim u l-kontroll tal-proċess tal-produzzjoni.

Qarib Infrared (NIR) hija mewġa elettromanjetika bejn dawl viżibbli (VIS) u dawl infra-aħmar medju (MIR). Il-firxa tal-wavelength tar-reġjun spettrali NIR definit minn ASTM hija 780 ~ 2526nm (12820 ~ 3959cm-1). spettri NIR huma ġġenerati meta l-vibrazzjonijiet molekulari jaqbżu mill-istat bażiku għal livelli ta 'enerġija ogħla minħabba n-natura mhux reżonanti tal-vibrazzjonijiet molekulari u jirreġistraw il-multipliċità u l-assorbiment tal-ensemble ta' vibrazzjonijiet XH (X = C, N, O) ta 'gruppi li fihom l-idroġenu. Il- Estensjoni NIR tul ta 'mewġ ta' assorbiment u intensitajiet ta 'gruppi differenti (eż. metil, metilin, ċirku tal-benżin) jew l-istess grupp f'ambjenti kimiċi differenti huma differenti b'mod sinifikanti. L-ispettri NIR huma sinjuri f'informazzjoni strutturali u ta' kompożizzjoni u huma adattati tajjeb għall-kejl tal-kompożizzjoni u l-proprjetajiet ta 'sustanzi organiċi idrokarburi. Madankollu, fir-reġjun NIR, l-intensità ta 'assorbiment hija dgħajfa, is-sensittività hija relattivament baxxa, u l-meded ta' assorbiment huma wesgħin u kkoinċiduti ħafna. Għalhekk, huwa diffiċli ħafna li tistrieħ fuq il-metodu tradizzjonali li tiġi stabbilita kurva tax-xogħol għall-analiżi kwantitattiva, madankollu, l-iżvilupp tal-kimometrika stabbilixxa l-pedament matematiku għas-soluzzjoni ta 'din il-problema. Jaħdem fuq il-prinċipju li jekk il-kompożizzjoni ta 'kampjun hija l-istess, l-ispettru tiegħu huwa wkoll l-istess, u viċi versa. Jekk tiġi stabbilita l-korrispondenza bejn l-ispettru u l-parametru li għandu jitkejjel (imsejjaħ mudell analitiku), allura d-dejta mixtieqa dwar il-parametri ta 'kwalità tista' tinkiseb malajr billi jitkejjel l-ispettru tal-kampjun u l-korrispondenza ta 'hawn fuq. Il-metodu analitiku jikkonsisti f'żewġ proċessi: kalibrazzjoni u tbassir.

Fil-proċess ta 'kalibrazzjoni, jinġabru ċertu numru ta' kampjuni rappreżentattivi (ġeneralment huma meħtieġa aktar minn 80 kampjun). Waqt il-kejl tal-ispettrogrammi tagħhom, il-kejl isir bl-użu ta' metodi analitiċi standard rilevanti kif meħtieġ biex jinkisbu diversi parametri ta' kwalità tal-kampjuni, imsejħa data ta' referenza. L-ispettri huma pproċessati bil-kimometriċi u korrelatati mad-dejta ta 'referenza sabiex jiġi stabbilit mapping ta' korrispondenza one-to-one bejn l-ispettrogrammi u d-dejta ta 'referenza tagħhom, li normalment tissejjaħ mudell. Għalkemm in-numru ta 'kampjuni użati għall-bini tal-mudelli huwa limitat, il-mudelli miksuba mill-ipproċessar kimometriku għandhom ikunu ġeneralizzabbli ħafna. Il-metodi ta 'kalibrazzjoni użati għall-bini tal-mudelli jvarjaw skond ir-relazzjoni bejn l-ispettri tal-kampjun u l-proprjetajiet li għandhom jiġu analizzati. Metodi użati komunement jinkludu rigressjoni lineari multipla, rigressjoni tal-komponent prinċipali, l-inqas kwadri parzjali, netwerks newrali artifiċjali, u metodi topoloġiċi. Ovvjament, iktar ma tkun wiesgħa l-firxa li għaliha japplika l-mudell, aħjar. Madankollu, id-daqs tal-firxa tal-mudell huwa relatat mal-metodu ta 'kalibrazzjoni użat biex jinbena l-mudell, mad-dejta tal-proprjetà li għandha titkejjel, u wkoll mal-firxa ta' preċiżjoni analitika meħtieġa li tinkiseb mill-kejl. Fil-prattika, il-bini tal-mudelli jinkiseb b'softwer kimometriku u għandu speċifikazzjonijiet stretti.

Fil-proċess ta 'tbassir, l-ispettrogramma tal-kampjun li għandu jitkejjel l-ewwel titkejjel bl-użu ta' spettrometru qrib infra-aħmar, u mbagħad il-librerija tal-mudell hija mfittxija awtomatikament mis-softwer biex tagħżel il-mudell korrett biex tikkalkula l-parametri tal-massa li għandhom jitkejlu.

Is-sorsi ewlenin ta 'żbalji ta' sejbien fi spettrometri NIR huma kif ġej.

a. In-numru ta' kampjuni użati biex tiġi stabbilita l-ekwazzjoni tal-kalibrazzjoni u l-ekwazzjoni tat-test.

b. Id-daqs tal-partiċelli u d-distribuzzjoni tal-kampjun.

c. L-ambjent tal-ittestjar u t-temperatura tal-kampjun.

d. L-iżball minħabba analiżi kimika.

Spettroskopija tal-infra-aħmar qrib huwa disponibbli f'formati ta 'trażmissjoni, riflessjoni u riflessjoni mxerrda u huwa adattat għall-kejl ta' kampjuni f'forom likwidi, solidi u demel likwidu, li jagħmilha versatili ħafna. L-akbar vantaġġ huwa li mhu meħtieġ l-ebda trattament minn qabel tal-kampjun, bħal gażolina tista 'titferra direttament fit-tazza tal-kejl jew is-sonda tal-fibra ottika tista' tiddaħħal direttament fil-gażolina għall-kejl, l-operazzjoni hija konvenjenti ħafna u l-iskannjar tal-ispettru jitlesta fi ftit sekondi .

Dawl NIR jistgħu jiġu trażmessi fuq distanzi twal permezz tal-fibra ottika, li tippermetti kejl fuq distanzi twal lil hinn mill-ispettrometru. Sondi tal-kejl jew ċelloli tal-fluss jistgħu jiġu installati direttament fil-pipeline tal-unità ta 'produzzjoni għal kejl onlajn jew kejl fuq il-post f'ambjenti ħarxa u perikolużi.

wieħed spettrometru NIR onlajn jista 'jkun imqabbad ma' ċirkwiti multipli tal-fibra ottika (2 sa 10) għal kejl online simultanju ta 'materjali f'punti ta' kejl multipli f'impjant ta 'produzzjoni. Id-dejta tal-kejl onlajn tista 'tiġi trasferita direttament għal DCS jew sistema ta' kontroll avvanzata biex tipprovdi parametri f'waqthom tal-kwalità taż-żejt għall-ottimizzazzjoni tal-produzzjoni. Meta mqabbla mal-parametri pprovduti minn strumenti oħra tal-kejl onlajn (eż. varjabbli bħal pressjoni, fluss, u temperatura), id-dejta pprovduta minn online Analiżi NIR (eż. kompożizzjoni jew proprjetajiet) huma parametri ta' kwalità diretti, li jipprovdu informazzjoni ta' referenza aktar preċiża u utli għall-ottimizzazzjoni tal-produzzjoni. L-analiżi NIR, meta tintuża flimkien ma 'metodi analitiċi standard konvenzjonali, għandha rwol komplementari, mhux biss tipprovdi data analitika lid-dipartiment tal-kontroll tal-produzzjoni f'waqtu, iżda wkoll tiffranka ħafna spejjeż analitiċi u tal-laboratorju (inkluż ħaddiema, tagħmir, u reaġenti, eċċ.); L-analiżi NIR onlajn hija konnessa mad-DCS, tipprovdi data direttament lis-sistema ta 'kontroll, u l-benefiċċji ekonomiċi tal-ottimizzazzjoni tal-produzzjoni huma enormi; meta mqabbel ma 'online oħra Meta mqabbel ma' strumenti oħra onlajn, ir-rata ta 'falliment u l-konsum tal-ispettrometru NIR huma baxxi ħafna.

spettrometru NIR jista 'jinqasam f'ħames tipi skond is-sistema spettroskopika: filtru ta' wavelength fiss, dispersjoni ta 'ħakk, trasformazzjoni ta' Fourier veloċi, filtru aġġustabbli akusto-ottiku, u skoperta ta 'array.

It-tip ta 'filtru jintuża prinċipalment bħala strument analitiku speċjali, bħal miter tal-umdità tal-qamħ. Minħabba n-numru limitat ta 'filtri, huwa diffiċli li jiġu analizzati kampjuni ta' sistemi kumplessi.

It-tip ta 'skanjar tal-ħakk għandu proporzjon u riżoluzzjoni għolja tas-sinjal għall-istorbju. Mhuwiex adattat għall-analiżi onlajn minħabba li l-partijiet mobbli tal-istrument (eż. l-assi tal-ħakk) jista 'jkollhom problemi ta' xedd waqt tħaddim kontinwu ta 'intensità għolja, li jaffettwa l-affidabilità tal-akkwist spettrali.

Spettrometru FT-NIR b'riżoluzzjoni għolja u veloċità tal-iskannjar, id-dgħjufija ta 'dan it-tip ta' strument hija wkoll il-preżenza ta 'partijiet li jiċċaqalqu fl-interferometru u l-ħtieġa għal ambjent tax-xogħol aktar strett.

Il-filtru tunable akusto-ottiku juża kristall birefringent biex jaġġusta l-wavelength ta 'l-iskanjar billi jibdel il-frekwenza RF, u s-sistema ta' l-istrumenti kollha m'għandha l-ebda partijiet li jiċċaqilqu u veloċità ta 'skanjar mgħaġġla. Madankollu, ir-riżoluzzjoni ta 'tali strumenti hija relattivament baxxa u l-prezz huwa għoli.

Bil-maturità dejjem tikber tat-teknoloġija tal-produzzjoni tal-apparat ta 'sejbien ta' firxa, l-użu tal-mogħdija ottika fissa, spettroskopija tal-ħakk, strumenti NIR ta 'detector ta' firxa, bil-prestazzjoni stabbli tiegħu, veloċità ta 'skannjar veloċi, riżoluzzjoni għolja, proporzjon għoli ta' sinjal għall-istorbju, u tajba proporzjon tal-prestazzjoni għall-prezz, u karatteristiċi oħra qed jiġbdu aktar u aktar attenzjoni.

Karatteristika importanti tat-teknoloġija tal-analiżi NIR hija s-sett tat-teknoloġija innifsu, li jfisser li t-tliet kundizzjonijiet li ġejjin għandhom ikunu disponibbli fl-istess ħin.

a. L-ispettrometru NIR b'rendiment stabbli fit-tul ta 'kull oġġett huwa r-rekwiżit bażiku biex tiġi żgurata riproduċibbiltà tajba tad-dejta.

b. Softwer kimometriku sħiħ, li huwa għodda essenzjali għall-bini u l-analiżi tal-mudelli.

c. Mudell li huwa preċiż u għandu firxa wiesgħa biżżejjed ta 'applikazzjonijiet.

Il-kombinazzjoni ta 'dawn it-tliet kundizzjonijiet tista' tkun tassew utli għall-utent. Għalhekk, huwa importanti li jkun hemm biżżejjed għarfien dwar l-użabilità tal-mudell ipprovdut mill-istrument meta jixtrih.

Il-veloċità mgħaġġla ta ' Analiżi NIR hija dovuta għall-veloċità mgħaġġla tal-kejl spettrali u l-veloċità mgħaġġla tal-kalkolu tal-kompjuter tar-riżultati. Madankollu, l-effiċjenza tal-analiżi NIR tiddependi fuq in-numru ta 'mudelli li l-istrument huwa mgħammar. Pereżempju, jekk spettrogramma titkejjel b'mudell wieħed biss, tista' tinkiseb data waħda biss. Jekk jinbnew 10 mudelli tad-dejta, allura 10 dejta analitika jistgħu jinkisbu fl-istess ħin minn spettru mkejjel wieħed biss.

Jekk inti interessat tagħna spettrometru qrib infra-aħmar jew għandek xi mistoqsijiet, jekk jogħġbok ikteb e-mail lil [protett bl-email], aħna se nwieġbuk kemm jista 'jkun malajr.