Die Kernkomponenten des Online-Near-Infrarot-Analysesystems umfassen Sonden, Fasern und Umlaufbecken, deren Konstruktion und Auswahl eng mit den Anforderungen der Anwendungsszenarien verbunden sind. Folgende Analysen werden in Bezug auf Funktionsmerkmale, Auswahlprinzipien und Wartungspunkte durchgeführt:
1. Sondenentwurf: Das Szenario-angepasste "Wahrnehmungsterminal"
Die Sonde muss auf den Materialzustand (Feststoff/Flüssigkeit/Gas) und die Prozessbedingungen (Temperatur/Druck/Korrosionsfähigkeit) angepasst werden. Beispielsweise bei der Getreideölverarbeitung kann eine Kontaktsonde in einem Mischergehäuse oder einer Förderleitung installiert werden, um den Mehlproteingehalt durch das Diffusionsreflexionsprinzip zu überwachen und die Proben über ein optisches Fenster während der Integrationszeit zu durchschnitten, um die Datenrepräsentativität zu verbessern; Die berührungsfreie Sonde eignet sich für hohe Temperaturen und korrosive Umgebungen, wie die Überwachung von Halbleiterreinigungsflüssigkeiten, die in situ-Analyse durch PTFE-Rohre ermöglichen, um die Verschmutzung der Sonde zu vermeiden. Darüber hinaus müssen die Sonden an die Lichtquelle-Leistung, die Faserkopplungseffizienz und den Lichtempfangswinkel angepasst werden, z. B. durch ein integriertes Lichtquelle-Sondenentwurf, das eine Beleuchtung von 1200 W/m2 in einer 2 m Entfernung erreicht, um die Signalstärke zu gewährleisten.
2. Optische Faserwahl: "Hochgeschwindigkeitskanal" für die Signalübertragung
Die optische Faser erfüllt die Anforderungen an Langstreckentransmissionen mit geringem Verlust. Quarzfasern haben eine ausgezeichnete Durchlässigkeit im 700-2500 nm-Band, die Auswahl des Kerndurchmessers erfordert eine Balance zwischen der Auflösung und der Signalaufnahme: Kleine Kerndurchmesser (z. B. 50 μm) verbessern die räumliche Auflösung und eignen sich für die Prüfung mit hoher Präzision; Große Kerndurchmesser (z. B. 400 μm) erhöhen die Signalstärke und eignen sich für die Analyse von Proben mit niedrigen Konzentrationen. Die numerische Apertur (NA) beeinflusst den optischen Signalaufnahmebereich und die optische Faser mit hohem NA (0,37) empfängt größeres Licht mit größerem Winkel und verbessert die Erkennungsempfindlichkeit. Darüber hinaus muss die optische Faser eine Biegefestigkeit haben, der minimale Biegeradius muss ≥ 10-mal der Durchmesser der optischen Faser sein, um Verzerrungen der Lichtübertragung zu vermeiden.
Design des Zirkulationsbeckens: "Präzisionsbehälter" für die Flüssigkeitsprüfung
Der Zirkulationsbecken eignet sich für die Online-Überwachung von Flüssigkeitsproben und ist ausgelegt, um optische Reichweite, Material und Störsicherheit zu berücksichtigen. Die Auswahl des Lichtbereichs muss sicherstellen, dass die Probenabsorption im linearen Bereich des Instruments liegt (0,3-1,0A), z. B. ein hochkonzentrierter Sirup verwendet einen kurzen Lichtbereich (0,5-2mm), um Sättigung zu vermeiden, und ein niedriges Trinkwasser verwendet einen langen Lichtbereich (5-10mm), um das Signal zu verstärken. In Bezug auf das Material kann Quartz- oder Sapphir-Zirkulationsbecken hohen Temperaturen und hohen Druck widerstehen und eignet sich für die Überwachung von chemischen Pulsen; Polytetrafluorethylen-Zirkulationsbecken werden für die Analyse von stark korrosiven Flüssigkeiten, wie z. B. alkalischen Waschturmflüssigkeiten, verwendet. Darüber hinaus muss der Zirkulationsbecken einen Blasenschutzmechanismus mit einem Thermostat integrieren, um Störungen bei der Spreuung von Blasen und die Auswirkungen von Temperaturschwankungen zu vermeiden, z. B. Temperaturschwankungen innerhalb von ± 1 ° C durch ein PID-Temperaturregelsystem.
4. Auswahl und Aufrechterhaltung Kernprinzipien
Szenarioanpassung: Wählen Sie den Sondentyp (kontaktlos/kontaktlos), die Faserparameter (Kerndurchmesser/NA) und die Struktur des Durchlaufbeckens (optischer Bereich/Material) je nach Materialzustand, Prozessbedingungen und Prüfanforderungen aus.
Systemkompatibilität: Sicherstellung der Lichtleistung, der Detektorempfindlichkeit und der Übereinstimmung von Software-Algorithmen von Sonden, Fasern und Spektrometern, wie z. B. Rasterspektrometern mit symmetrischer C-T-optischer Straßenstruktur, um Integralzeit und Signalstabilität zu verbessern.
Bequemlichkeit der Wartung: Entwurf von Selbstreinigungsfunktionen (z. B. Windreinigung) oder einfach abnehmbare Strukturen, um die Verunreinigung von "Pastepulver" zu reduzieren; Überprüfen Sie regelmäßig die Kupplung der Glasfaserschnittstelle und die Ausrichtung des optischen Weges, um Signalverdämpfungen zu vermeiden.
Durch die genaue Übereinstimmung mit den Kernparametern von Sonden, Fasern und Umlaufbecken können die Datengenauigkeit und -stabilität von Online-Infrarot-Analysesystemen erheblich verbessert und die industrielle Prozesssteuerung zuverlässig unterstützt werden.