微小型光纤光谱仪的发展及结构特点

    随着各行各业的发展,对生产商品的质量指标要求亦越来越高,尤其在化工、造纸、食品、制药等过程行业的生产运行中,需要随时关注体系物料的变化。对于变化的运行过程,离线的实验室分析结果的滞后性常迫使操作者对实时情况一知半解就做出判断。为确保较终获得合格产品,以离线计量为基础的传统质量保证体系正在向以在线或现场传感器为基础的过程控制新质量保证体系转移。
    
        目前,一般在线测量与控制系统**于温度、压力和流量等,而对过程中化学成分和许多物性变量仍不能进行有效的连续测量,这些特殊变量却是表征生产状况的重要,甚至是决定性的指标参数,因此,在线光谱技术应运而生,它是以现场状况下基于分子水平基础上的微观物理量和微观化学量的光谱传感技术,依托于微小型光纤光谱仪的使用,在化工、制药、轻工和高分子材料等工业部门的过程监测中发挥着重要的作用。
    
        1.微小型光纤光谱仪的出现
    
        物质发射、吸收、散射的光辐射,其频率和强度与物质的含量、成分、结构有确定的关系,基于光谱测量而衍生出的应用也非常广泛,因此,科研工作者们根据应用的需要不断地改进光谱仪器。
    
        电子技术和计算机技术的迅猛发展,使光谱仪器向着高精度、自动化、智能化的方向发展。许多应用领域对光谱仪器提出了更高的要求,即光谱仪器的尺寸的缩小比提高其分辨率更为重要。而传统的光谱仪,虽然精度高,但存在体积大、价格高、安装调试困难、使用条件苛刻等不足,微小型光谱仪便成了目前研究的热点。在其发展过程中,主要有采用光栅作为分光元件和以干涉原理进行分光这两类仪器。
    
        自20世纪90年代以来,由于光纤具有很高的传输信息容量,可同时反映多维信息,这些优势相对于声电传感器而言是难以比拟的。随光通信技术对光纤的需求增长,开发出低损耗的石英光纤,降低了成本,将光纤与光谱技术相结合的微型结构的光纤光谱仪引起了许多人的关注,并在各种光谱测量及相关领域得到广泛的应用,光纤光谱仪是微型光谱仪器发展的重要方向。
    
        2.微小型光纤光谱仪的结构及特点
    
        传统的光谱仪光学系统结构复杂,需通过旋转光栅对整个光谱进行扫描,测量速度慢,并且对某些样品还需经过特定的预处理手段后,放在仪器的固定样品室内进行测量。与之相比,微小型光纤光谱仪有很多优点,如:重量轻,体积小,价格低(体积只有之前系统的1/1000,造价为原来的1/10),测量速度非常快,不必使用机械扫描就能获取全谱数据,而且通过光纤的传导作用,可脱离样品室测量,适用于在线实时检测。
    
        光学平台
    
        光谱仪微型化设计的实现得益于摄谱结构,较初的光学平台采用对称式Czerny-Turner分光结构,荷兰Avantes公司生产的微小型光纤光谱仪即使用了这种光学平台设计。光信号由光纤传导经过一个标准的SMA905接口进入光谱仪内部,经球面镜准直,然后由一块平面光栅分光后,将入射光分成按一定波长顺序排列的单色光,再由聚焦镜聚焦到一维线性CCD线性阵列探测器上进行检测。
    
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  • 词条

    词条说明

  • 原子吸收光谱仪的样品制备方法

    一、 制样要求 样品制备总的原则: A. 尽可能多地使待测组分不受损失,也不能带进待测组分进入; B. 尽可能多地排除干扰; C. 尽可能得到较佳浓度,调整称样量和溶液体积,这都直接关系到被测元素的浓度; D. 尽可能多地保证费用较省,根据实际情况,在结果精密度、测试方法、时耗、物耗、人力消耗之间综合平衡,决定样品处理的具体方法。制备出待测的试样溶液。 二、制样方法 (1)样品的制备 1)取样有代

  • 这些常见光谱仪知识,你知道吗

    直读光谱仪(又叫光电直读光谱仪、火花直读光谱仪) 1、优势 (1)直读光光谱仪从诞生到发展原自于钢铁生产企业要求炉前快速分析,具有60余年的历史。 (2)直读光谱仪是金属材料的可以选择设备。具分析制样简单,只需简单物理加工。分析速度快,一分钟可以给出所需检测元素的全部信息,分析精度高。 (3)金属材料生产企业,无论是钢铁行业,还是有色金属冶炼企业均是用直读光谱仪进行过程控制分析和较终产品检验。 (4)

  • 直读光谱仪直分类与特点

    直读光谱仪分类与特点 分类: 直读光谱仪按照不同系统的不同特征可以有多种划分方法:按样品的激发方式仪器可以分为电火花、电弧和辉光发电三种类型,应用较为广泛的电光火花源的仪器,按检测器的种类,可以分为光电倍增管(PMT)和固体检测器;根据使用波长的范围不同,可分为真空型和非真空型直读光谱仪;根据仪器结构的不同,有可分为同时型多道直读光谱仪和扫描型单道直读光谱仪;按仪器的大小可以分为固定式和便携式等。

  • 光谱仪器的原理是什么?

    根据现代光谱仪器的工作原理,光谱仪可以分为两大类:经典光谱仪和新型光谱仪.经典光谱仪器是建立在空间色散原理上的仪器;新型光谱仪器是建立在调制原理上的仪器.经典光谱仪器都是狭缝光谱仪器.调制光谱仪是非空间分光的,它采用圆孔进光. 根据色散组件的分光原理,光谱仪器可分为:棱镜光谱仪,衍射光栅光谱仪和干涉光谱仪.光学多道分析仪OMA (Optical Multi-channel Analyzer)是近十

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