[發明專利]一種在線近紅外光譜分析儀

在審

• 申請號: 201410402067.8
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN105334184A
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發明（設計）人: 富強
• 申請（專利權）人: 富強
• 主分類號: G01N21/359
• 分類號: G01N21/359;G01N21/3577
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于廣泛應用于大型工業生產過程的在線分析領域，具體地涉及一種在線近紅外光譜分析儀。

背景技術

近紅外光譜區域按ASTM定義是指波長在780～2526nm之間電磁波。這一區域兼備了可見光區信號容易獲取與紅外光區光譜分析信息量豐富兩方面的優點。由于近紅外區的倍頻與合頻吸收強度弱,光譜譜帶寬而復雜,重疊嚴重,在早期限制了近紅外光譜技術的應用。光電與計算機技術的不斷發展,特別是化學計量學在分析領域的廣泛應用,大大推動了近紅外分析技術的發展。

近紅外光譜分析技術被譽為“多快好省的綠色分析技術”,是最符合目前工業生產需求的一種分析技術,在發達國家被廣泛應用于大型工業生產過程的在線分析。在線近紅外光譜分析技術主要具有以下優勢:1)儀器簡單,分析速度快;2)無浪費、無污染,容易實現無損和在線檢測;3)適應性廣,幾乎適合各類樣品(液體、粘稠體、涂層、粉末和固體)分析;4)多組分多通道同時測定;5)可使用光纖,實現遠程分析檢測?；谝陨蟽烖c,近紅外光譜分析已成為現代過程分析中的主流技術之一。

隨著當今經濟的快速發展,必將導致生產模式由粗放型向精確控制型迅速轉變。生產過程控制需要依賴先進的分析技術為其提供原材料、中間產品和最終產品“直接”質量參數(如組成、物理性質、化學性質和形態性質等)的實時信息,以便及時調整生產過程參數,使生產過程得到最優化配置。傳統的工業分析方法越來越無法滿足現代工業過程的分析需求,而近紅外光譜分析技術從生產原材料的鑒定,到生產過程中各參數的測定和中間產品的組分分析直至最后的成品品質分析,幾乎可用于每一個質量控制環節,實現對生產過程的連續、實時的過程監控。

國內近紅外光譜分析儀器大都依賴進口,進口產品高昂的價格和脫節的售后技術服務阻礙了該技術在我國的普及,嚴重影響了我國生產控制技術水平的進步。此外,近紅外光譜分析技術能否有效工作,很大程度上依賴于校正模型,國外儀器的校正模型不僅價格昂貴,而且不適合國內的樣品。因此,研制具有完全自主知識產權,性能與國外知名儀器相媲美的在線近紅外光譜分析儀已刻不容緩。

發明內容

本發明就是針對上述問題，彌補現有技術的不足，提供一種在線近紅外光譜分析儀；本發明一種在線近紅外光譜分析儀具有響應速度快、建模能力強、預測精度高、可同時預測多種組分、使用維護方便、維護成本低和可靠性高等優點；并能夠適應各種復雜的應用環境。

為實現本發明的上述目的，本發明采用如下技術方案。

本發明一種在線近紅外光譜分析儀的分析系統主要包括兩種，按測樣方式分：一種是測量液體樣品的在線透射分析系統、另一種是測量固體樣品的在線漫反射分析系統；其中在線透射分析系統包括，快速回路模塊、樣品預處理系統、流通池、回收系統、在線近紅外光譜分析儀主機；其結構要點是：液體樣品從快速回路模塊流入，經過快速回路模塊流出進入樣品預處理系統進行（除雜質、除泡、恒溫、恒壓）處理，然后液體樣品進入流通池進行光譜采集，最后經測量后的液體樣品被回收系統回收。

本發明一種在線近紅外光譜分析儀所述另一種測量固體樣品的在線漫反射分析系統，其主要包括：在線近紅外光譜分析儀主機、在線漫反射探頭；其結構要點是：在線漫反射探頭中的光源發出的光與固體樣品作用后,被光纖收集,再進入在線近紅外光譜分析儀主機進行樣品性質預測。

本發明一種在線近紅外光譜分析儀所述在線近紅外光譜分析儀主機主要包括：光譜儀、光源、接口電路模塊、數據處理模塊,此外還包括正壓防爆模塊等輔助單元；其結構要點是：從光源發出的光經過光纖傳輸到流通池,準直后與待測液體作用并被透鏡收集進入光纖,傳輸到主機內的光譜儀獲得光譜信號,經接口電路模塊和數據處理模塊處理得到性質結果。

本發明的有益效果是。

本發明一種在線近紅外光譜分析儀的在線近紅外光譜分析儀主機采用的接口電路模塊實現了分析儀和外部設備之間的數據和狀態信息的通訊,并進行反饋控制。通過GPRS模塊實現遠程數據傳輸和分析儀運行狀態的遠程監控。

本發明一種在線近紅外光譜分析儀所采用的正壓防爆模塊等輔助單元，保證實現了分析儀的正常高效運行,并可應用于對安全有較高要求的場合。并且在線近紅外光譜分析儀還實現了現場在線測量、響應速度快、預測精度高、可同時預測多種組分、使用維護方便和維護成本低等優點,較好地滿足了過程在線分析的迫切需要。

附圖說明

圖1是本發明一種在線近紅外光譜分析儀的在線透射分析系統結構框圖。