Các thành phần cốt lõi của hệ thống phân tích cận hồng ngoại trực tuyến bao gồm thăm dò, sợi quang và bể lưu lượng, thiết kế và lựa chọn của nó cần được kết hợp chặt chẽ với các yêu cầu cảnh ứng dụng, sau đây là phân tích từ các đặc tính chức năng, nguyên tắc lựa chọn và các điểm bảo trì:

I. Thiết kế thăm dò: "thiết bị đầu cuối nhận thức" phù hợp với cảnh

Đầu dò cần được tùy chỉnh theo trạng thái vật liệu (rắn/lỏng/khí) và điều kiện quá trình (nhiệt độ/áp suất/ăn mòn). Ví dụ, trong chế biến hạt và dầu, đầu dò tiếp xúc có thể được lắp đặt trong vỏ máy xay sinh tố hoặc đường ống vận chuyển, theo dõi hàm lượng protein bột bằng nguyên tắc phản xạ khuếch tán, trung bình mẫu qua cửa sổ quang học trong thời gian tích hợp, nâng cao đại diện dữ liệu; Đầu dò không tiếp xúc thích hợp cho nhiệt độ cao, môi trường ăn mòn, chẳng hạn như giám sát chất lỏng làm sạch bán dẫn, thực hiện phân tích tại chỗ thông qua ống PTFE, tránh ô nhiễm đầu dò. Ngoài ra, đầu dò cần phải phù hợp với công suất nguồn sáng, hiệu quả ghép sợi và góc thu, chẳng hạn như sử dụng thiết kế đầu dò nguồn sáng tích hợp, đạt được độ bức xạ 1200W/m² ở khoảng cách phát hiện 2 mét, đảm bảo cường độ tín hiệu.

Thứ hai, tùy chọn sợi quang: "Kênh tốc độ cao" để truyền tín hiệu

Sợi quang cần đáp ứng nhu cầu truyền tải đường dài, tổn thất thấp. Sợi thạch anh có tốc độ truyền tuyệt vời trong dải 700-2500nm, lựa chọn đường kính lõi cần cân bằng độ phân giải và khả năng thu tín hiệu: đường kính lõi nhỏ (như 50μm) nâng độ phân giải không gian, thích hợp để phát hiện độ chính xác cao; Đường kính lõi lớn (chẳng hạn như 400 μm) tăng cường cường độ tín hiệu và phù hợp để phân tích mẫu nồng độ thấp. Khẩu độ số (NA) ảnh hưởng đến phạm vi thu thập tín hiệu quang, sợi NA cao (0,37) có thể nhận được ánh sáng góc lớn hơn và tăng độ nhạy phát hiện. Ngoài ra, sợi quang cần có khả năng chống uốn, bán kính uốn tối thiểu cần gấp 10 lần đường kính sợi, tránh biến dạng truyền quang.

III. Thiết kế bể lưu thông: "thùng chứa chính xác" để phát hiện chất lỏng

Bể lưu thông thích hợp cho việc giám sát trực tuyến các mẫu chất lỏng, được thiết kế với ánh sáng, vật liệu và khả năng chống nhiễu. Lựa chọn phạm vi ánh sáng cần đảm bảo độ hấp thụ mẫu trong phạm vi tuyến tính của thiết bị (0,3-1,0A), chẳng hạn như xi-rô nồng độ cao sử dụng phạm vi ánh sáng ngắn (0,5-2mm) để tránh bão hòa, nước uống nồng độ thấp sử dụng phạm vi ánh sáng dài (5-10mm) để tăng cường tín hiệu. Về mặt vật liệu, bể lưu thông thạch anh hoặc sapphire có thể chịu được nhiệt độ và áp suất cao, phù hợp để giám sát bùn hóa học; Các bể lưu thông PTFE được sử dụng cho các chất lỏng ăn mòn mạnh như phân tích dung dịch kiềm rửa kiềm. Ngoài ra, bể lưu thông cần tích hợp cơ chế chống bong bóng và áo khoác nhiệt độ không đổi để tránh nhiễu tán bong bóng và ảnh hưởng của biến động nhiệt độ, chẳng hạn như thông qua hệ thống điều khiển nhiệt độ PID để kiểm soát biến động nhiệt độ trong vòng ± 1 ℃.

IV. Lựa chọn và duy trì các nguyên tắc cốt lõi

Khả năng thích ứng cảnh: Chọn loại đầu dò (loại tiếp xúc/không tiếp xúc), thông số sợi (đường kính lõi/NA) và cấu trúc bể lưu thông (phạm vi/vật liệu) theo trạng thái vật liệu, điều kiện quá trình và nhu cầu phát hiện.

Khả năng tương thích của hệ thống: đảm bảo đầu dò, sợi quang và công suất nguồn sáng của máy quang phổ, độ nhạy của máy dò và thuật toán phần mềm phù hợp, chẳng hạn như máy quang phổ lưới sử dụng cấu trúc đường quang C-T đối xứng, nâng cao thời gian tích hợp và ổn định tín hiệu.

Bảo trì dễ dàng: thiết kế chức năng tự làm sạch (chẳng hạn như làm sạch bằng gió) hoặc dễ dàng loại bỏ cấu trúc, giảm ô nhiễm "bột nhão"; Thường xuyên kiểm tra độ khớp nối của giao diện sợi quang để căn chỉnh đường dẫn ánh sáng, tránh suy giảm tín hiệu.

Bằng cách kết hợp chính xác các thông số cốt lõi của đầu dò, sợi quang và bể lưu lượng, nó có thể cải thiện đáng kể độ chính xác và ổn định dữ liệu của hệ thống phân tích hồng ngoại gần trực tuyến và cung cấp hỗ trợ đáng tin cậy cho việc kiểm soát quy trình công nghiệp.