CN105334184A

CN105334184A - 一种在线近红外光谱分析仪

Info

Publication number: CN105334184A
Application number: CN201410402067.8A
Authority: CN
Inventors: 富强
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-08-15
Filing date: 2014-08-15
Publication date: 2016-02-17

Abstract

一种在线近红外光谱分析仪。本发明提供一种在线近红外光谱分析仪具有响应速度快、建模能力强、预测精度高、可同时预测多种组分、使用维护方便、维护成本低和可靠性高等优点；并能够适应各种复杂的应用环境。本发明包括快速回路模块、样品预处理系统、流通池、回收系统、在线近红外光谱分析仪主机；液体样品从快速回路模块流入，经过快速回路模块流出进入样品预处理系统进行（除杂质、除泡、恒温、恒压）处理，然后液体样品进入流通池进行光谱采集，最后经测量后的液体样品被回收系统回收。

Description

一种在线近红外光谱分析仪

技术领域

本发明属于广泛应用于大型工业生产过程的在线分析领域，具体地涉及一种在线近红外光谱分析仪。

背景技术

近红外光谱区域按ASTM定义是指波长在780～2526nm之间电磁波。这一区域兼备了可见光区信号容易获取与红外光区光谱分析信息量丰富两方面的优点。由于近红外区的倍频与合频吸收强度弱,光谱谱带宽而复杂,重叠严重,在早期限制了近红外光谱技术的应用。光电与计算机技术的不断发展,特别是化学计量学在分析领域的广泛应用,大大推动了近红外分析技术的发展。

近红外光谱分析技术被誉为“多快好省的绿色分析技术”,是最符合目前工业生产需求的一种分析技术,在发达国家被广泛应用于大型工业生产过程的在线分析。在线近红外光谱分析技术主要具有以下优势:1)仪器简单,分析速度快;2)无浪费、无污染,容易实现无损和在线检测;3)适应性广,几乎适合各类样品(液体、粘稠体、涂层、粉末和固体)分析;4)多组分多通道同时测定;5)可使用光纤,实现远程分析检测。基于以上优点,近红外光谱分析已成为现代过程分析中的主流技术之一。

随着当今经济的快速发展,必将导致生产模式由粗放型向精确控制型迅速转变。生产过程控制需要依赖先进的分析技术为其提供原材料、中间产品和最终产品“直接”质量参数(如组成、物理性质、化学性质和形态性质等)的实时信息,以便及时调整生产过程参数,使生产过程得到最优化配置。传统的工业分析方法越来越无法满足现代工业过程的分析需求,而近红外光谱分析技术从生产原材料的鉴定,到生产过程中各参数的测定和中间产品的组分分析直至最后的成品品质分析,几乎可用于每一个质量控制环节,实现对生产过程的连续、实时的过程监控。

国内近红外光谱分析仪器大都依赖进口,进口产品高昂的价格和脱节的售后技术服务阻碍了该技术在我国的普及,严重影响了我国生产控制技术水平的进步。此外,近红外光谱分析技术能否有效工作,很大程度上依赖于校正模型,国外仪器的校正模型不仅价格昂贵,而且不适合国内的样品。因此,研制具有完全自主知识产权,性能与国外知名仪器相媲美的在线近红外光谱分析仪已刻不容缓。

发明内容

本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种在线近红外光谱分析仪；本发明一种在线近红外光谱分析仪具有响应速度快、建模能力强、预测精度高、可同时预测多种组分、使用维护方便、维护成本低和可靠性高等优点；并能够适应各种复杂的应用环境。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明一种在线近红外光谱分析仪的分析系统主要包括两种，按测样方式分：一种是测量液体样品的在线透射分析系统、另一种是测量固体样品的在线漫反射分析系统；其中在线透射分析系统包括，快速回路模块、样品预处理系统、流通池、回收系统、在线近红外光谱分析仪主机；其结构要点是：液体样品从快速回路模块流入，经过快速回路模块流出进入样品预处理系统进行（除杂质、除泡、恒温、恒压）处理，然后液体样品进入流通池进行光谱采集，最后经测量后的液体样品被回收系统回收。

本发明一种在线近红外光谱分析仪所述另一种测量固体样品的在线漫反射分析系统，其主要包括：在线近红外光谱分析仪主机、在线漫反射探头；其结构要点是：在线漫反射探头中的光源发出的光与固体样品作用后,被光纤收集,再进入在线近红外光谱分析仪主机进行样品性质预测。

本发明一种在线近红外光谱分析仪所述在线近红外光谱分析仪主机主要包括：光谱仪、光源、接口电路模块、数据处理模块,此外还包括正压防爆模块等辅助单元；其结构要点是：从光源发出的光经过光纤传输到流通池,准直后与待测液体作用并被透镜收集进入光纤,传输到主机内的光谱仪获得光谱信号,经接口电路模块和数据处理模块处理得到性质结果。

本发明的有益效果是。

本发明一种在线近红外光谱分析仪的在线近红外光谱分析仪主机采用的接口电路模块实现了分析仪和外部设备之间的数据和状态信息的通讯,并进行反馈控制。通过GPRS模块实现远程数据传输和分析仪运行状态的远程监控。

本发明一种在线近红外光谱分析仪所采用的正压防爆模块等辅助单元，保证实现了分析仪的正常高效运行,并可应用于对安全有较高要求的场合。并且在线近红外光谱分析仪还实现了现场在线测量、响应速度快、预测精度高、可同时预测多种组分、使用维护方便和维护成本低等优点,较好地满足了过程在线分析的迫切需要。

附图说明

图1是本发明一种在线近红外光谱分析仪的在线透射分析系统结构框图。

图2是本发明一种在线近红外光谱分析仪的在线漫反射分析系统结构框图。

图3是本发明一种在线近红外光谱分析仪的在线近红外光谱分析仪主机结构框图。

其中，1为快速回路模块、2为样品预处理系统、3为流通池、4为回收系统、5为在线近红外光谱分析仪主机、6为在线漫反射探头、7为光谱仪、8为光源、9为接口电路模块、10为数据处理模块、11为正压防爆模块。

具体实施方式

如图1所示，为本发明一种在线近红外光谱分析仪的在线透射分析系统结构框图。图中包括：快速回路模块1、样品预处理系统2、流通池3、回收系统4、在线近红外光谱分析仪主机5；液体样品从快速回路模块1流入，经过快速回路模块1流出进入样品预处理系统2进行（除杂质、除泡、恒温、恒压）处理，然后液体样品进入流通池3进行光谱采集，最后经测量后的液体样品被回收系统4回收。

如图2所示，为本发明一种在线近红外光谱分析仪的在线漫反射分析系统结构框图。图中包括：在线近红外光谱分析仪主机5、在线漫反射探头6；在线漫反射探头6中的光源发出的光与固体样品作用后,被光纤收集,再进入在线近红外光谱分析仪主机5进行样品性质预测。

如图3所示，为本发明一种在线近红外光谱分析仪的在线近红外光谱分析仪主机结构框图。图中包括：光谱仪7、光源8、接口电路模块9、数据处理模块10,此外还包括正压防爆模块11等辅助单元；从光源8发出的光经过光纤传输到流通池,准直后与待测液体作用并被透镜收集进入光纤,传输到主机内的光谱仪7获得光谱信号,经接口电路模块9和数据处理模块10处理得到性质结果。

Claims

1.一种在线近红外光谱分析仪，其中分析仪系统包括两种，按测样方式分：一种是测量液体样品的在线透射分析系统、另一种是测量固体样品的在线漫反射分析系统；其中在线透射分析系统包括，快速回路模块（1）、样品预处理系统（2）、流通池（3）、回收系统（4）、在线近红外光谱分析仪主机（5）；其特征在于：液体样品从快速回路模块（1）流入，经过快速回路模块（1）流出进入样品预处理系统（2）进行（除杂质、除泡、恒温、恒压）处理，然后液体样品进入流通池（3）进行光谱采集，最后经测量后的液体样品被回收系统（4）回收。

2.根据权利要求1所述一种在线近红外光谱分析仪的另一种测量固体样品的在线漫反射分析系统其主要包括：在线近红外光谱分析仪主机（5）、在线漫反射探头（6）；其特征在于：在线漫反射探头（6）中的光源发出的光与固体样品作用后,被光纤收集,再进入在线近红外光谱分析仪主机（5）进行样品性质预测。

3.根据权利要求2所述一种在线近红外光谱分析仪的在线近红外光谱分析仪主机包括：光谱仪（7）、光源（8）、接口电路模块（9）、数据处理模块（10）,此外还包括正压防爆模块（11）等辅助单元；其特征在于：从光源（8）发出的光经过光纤传输到流通池,准直后与待测液体作用并被透镜收集进入光纤,传输到主机内的光谱仪（7）获得光谱信号,经接口电路模块（9）和数据处理模块（10）处理得到性质结果。