Les composants de base du système d'analyse proche infrarouge en ligne comprennent la sonde, la fibre optique et la cellule de circulation, dont la conception et la sélection doivent être étroitement intégrées aux exigences du scénario d'application, les éléments suivants sont analysés à partir des caractéristiques fonctionnelles, des principes de sélection et des points de maintenance:
I. Conception de la sonde: un « terminal de perception » adapté à la scène
Les sondes doivent être personnalisées en fonction de l'état du matériau (solide / liquide / gaz) et des conditions du processus (température / pression / corrosivité). Par exemple, dans le traitement du grain et de l'huile, la sonde de contact peut être installée dans le boîtier du mélangeur ou dans le conduit de transport, la teneur en protéines de farine est surveillée par le principe de la réflexion diffuse, la moyenne de l'échantillon passant par la fenêtre optique en temps d'intégration améliore la Représentativité des données; La sonde sans contact est adaptée aux environnements corrosifs à haute température, tels que la surveillance du liquide de nettoyage semi - conducteur, l'analyse in situ est réalisée par des tubes en polytétrafluoroéthylène pour éviter la contamination de la sonde. En outre, la sonde doit être adaptée à la puissance de la source lumineuse, à l'efficacité du couplage de la fibre optique et à l'angle de réception de la lumière, par exemple en utilisant une conception de sonde de source lumineuse intégrée pour atteindre une irradiance de 1200 W / m² à une distance de détection de 2 mètres, assurant l'intensité du signal.
II. Option de fibre optique: le « Canal à grande vitesse » de transmission de signal
La fibre optique doit répondre aux besoins de transmission à longue distance et à faible perte. La fibre de quartz a un excellent taux de transmission dans la bande 700 - 2500nm, le choix du diamètre de noyau doit équilibrer la résolution et la capacité de capture du signal: le petit diamètre de noyau (par exemple, 50 μm) améliore la résolution spatiale, convient à la détection de haute précision; Un grand diamètre de noyau (par exemple, 400 μm) améliore la force du signal et convient à l'analyse d'échantillons à faible concentration. L'ouverture numérique (Na) affecte la plage d'acquisition du signal optique, et la fibre haute na (0,37) peut recevoir un angle de lumière plus grand, améliorant la sensibilité de détection. En outre, la fibre doit avoir une résistance à la flexion, le rayon de flexion minimum doit être ≥ 10 fois le diamètre de la fibre, ce qui évite les distorsions de transmission optique.
Iii. Conception de la piscine de circulation: un « conteneur de précision» pour la détection des liquides
Les cellules de circulation sont adaptées à la surveillance en ligne des échantillons liquides et sont conçues pour combiner le trajet optique, les matériaux et la résistance aux interférences. La sélection du trajet optique doit s'assurer que l'Absorbance de l'échantillon est dans la plage linéaire de l'instrument (0,3 - 1,0 a), par exemple, sirop à haute concentration utilise un trajet optique Court (0,5 - 2 mm) pour éviter la saturation, eau potable à faible concentration utilise un long trajet optique (5 - 10 mm) pour renforcer le signal. Côté matériel, le quartz ou la piscine de circulation de saphir peut résister à la haute température et à la haute pression, adapté à la surveillance chimique de boue; Les cellules de circulation en polytétrafluoroéthylène sont utilisées pour les liquides fortement corrosifs, tels que l'analyse de la lessive des colonnes de lavage alcalin. En outre, la cellule de circulation doit intégrer un mécanisme anti - bulles et une chemise thermostatique pour éviter les interférences de diffusion des bulles et l'influence des fluctuations de température, par exemple par le système de contrôle de température PID pour contrôler les fluctuations de température à ± 1 ℃.
Iv. Choix et maintien des principes fondamentaux
Adaptation de la scène: Sélectionnez le type de sonde (Contact / sans contact), les paramètres de la fibre (diamètre du noyau / NA) et la structure de la cellule de circulation (trajet optique / matériau) en fonction de l'état du matériau, des conditions du processus et des besoins de détection.
Compatibilité du système: Assurez - vous que la puissance de la source, la sensibilité du détecteur et les algorithmes logiciels de la sonde, de la fibre et du spectromètre, tels que les spectromètres à réseau utilisant une structure de chemin optique symétrique C - t, améliorent le temps d'intégration et la stabilité du signal.
Facilité d'entretien: conception de fonctions d'auto - nettoyage (telles que le nettoyage par balayage à l'air) ou de structures facilement démontables, réduisant la pollution par la « pâte à papier»; Vérifiez régulièrement le degré de couplage de l'interface de fibre avec l'alignement du chemin optique pour éviter l'atténuation du signal.
En adaptant avec précision les paramètres de base de la sonde, de la fibre optique et de la cellule de circulation, la précision et la stabilité des données du système d'analyse infrarouge proche en ligne peuvent être considérablement améliorées, fournissant un support fiable pour le contrôle des processus industriels.