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在线拉曼光谱仪的特点及应用

拉曼光谱仪

  在线拉曼光谱仪可以应用于实验室原始材料的研究与分析,也可以应用于生产放大与平行反应的方法发展、以及制造过程中的过程监控,用于踪反应物、中间物和产物瞬时浓度变化,提供反应过程和化学组成的“实况”。

在线拉曼光谱仪和在线拉曼光谱仪的区别

  传统的拉曼光谱仪主要分为以下几个部分:计算机,激光光源,激光引入元件,采样系统,信号系统,光谱仪,探测器。不同于离线光谱分析,在线光谱分析考虑的ZX是被测样品,需要检测系统能够短时间多点连续测样,并且仪器结构坚固,适合复杂的工作环境。拉曼光谱分析时候要用到激光光源。而激光可能对人员造成伤害,尤其是可能对操作人员的眼睛造成伤害。因此现场工作的拉曼光谱需要更好的考虑仪器的封闭性,保作的安全。

拉曼光谱仪.jpg

  传统的光谱仪需要将样品放置于载物台或者样品池中,这样不便于在线测量。随着光纤技术的发展,开始以探针的方式与各种光谱仪结合使用。原理为激光通过光纤到达探头,然后与样品作用,产生的散射信号由探头收集,再次通过光纤传到检测器。

  在线拉曼光谱仪探头简单的可分为外置式和插入式两种,或者按光纤分为双光纤,单光纤,多光纤探头。光纤的特点在于信号传输过程中,损耗极低,因此测量设备和被测对象之间的位置可以做到相对较远;同时光纤抗干扰,抗腐蚀能力很好,适用于一些较恶劣的环境。因此探针的出现简化了传统光谱的系统,提高了在线拉曼光谱仪和测量点之间的距离范围,使得在线、实时分析、多点测量切实可行,目前已经出现很多商业化的探头。

  在线拉曼光谱仪的设计关键在于:仪器的稳定性、尺寸、测量精度。目前主要有两种光谱仪被应用于在线测量上,分别是色散型在线拉曼光谱仪和傅立叶变换在线拉曼光谱仪。目前,工业上实际应用中普遍采取的是,将探针采样和CCD多通道光谱仪结合使用,并通过化学计量学软件分析信息,从而将测量简单化,便于操作人员的使用。

在线拉曼光谱仪的特点

  拉曼光谱采取激光照射样品,通过对拉曼散射图谱来分析样品。操作简单灵活,具体体现在以下几个方面。

  1、采样简单:拉曼光谱可以无损伤的检测样品;不同于SEM、XRD等常见的表征方式,用于拉曼表征的样品无需前处理。

  2、样品形式多样:样品可以以固体、液体、汽体或混合的形式进行分析。

  3、较高的测试数Z:随着现代激光技术、电子学以及计算机技术的迅猛发展,特别是光电祸合器件(CCD)和光纤的运用,拉曼光谱仪可以实现多道和远程采集,在瞬态多点采集后实时输出数。

  4、抗干扰:受水分干扰小。

  5、易进行微量测量:而使用的探头和光纤,又会对测量结果带来影晌,这就是在线拉曼光谱仪的缺陷。光纤中纤芯,包层的拉曼和荧光散射产生了严重的背景干扰;弯曲的光纤又会产生信号损失,背景干扰增加探针灵敏度会降低。

拉曼光谱仪.jpg

在线拉曼光谱仪的应用实例

  1、石化业

  石油产品的测里中将拉曼、近红外光谱和化学计量学结合起来,用来快速测定物化参数,如重油的API度、汽油的各项参数、石脑油的组成和密度等。

  2、高分子材料

  采取乳液聚合方法的合成体系如ABS塑料、聚乙烯等,都是由固体悬浊液组成,主要成分含有不饱和碳碳双键,在线拉曼光谱仪适用于测量该官能团。

  3、反应过程的监测

  在线拉曼光谱仪具有检测速度快,获取的化学信息详细等特点,光纤探针能使操作人远离反应现场,因而越来越多的被运用在连续反应和间歇反应的控制中。

  4、食品和药学

  拉曼光谱可以用来鉴定糖类、蛋白质、脂肪、维他命等成分,随着食品工业在快速检测,无损检测等方面要求的提高,在线拉曼光谱仪会在食品科学业得到广泛的运用。药学方面也在使用拉曼在线技术,如测定阿司匹林反应。


2005-04-09
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