近紅外在線分析儀是一種基于近紅外光譜技術的實時檢測設備,主要用于工業生產過程中對化學組分、物理特性等參數的無損、快速監測,以優化生產流程并確保產品質量。
近紅外光(波長 780-2526nm)照射樣品時,樣品中的含氫基團(O-H、C-H、N-H 等)會吸收特定波長的光。通過檢測透射或反射后的光譜信號,結合化學計量學模型,可快速反推樣品的成分含量(如水分、蛋白質、淀粉)或物理性質(如密度、粘度)。
近紅外在線分析儀的核心原理基于物質對近紅外光的吸收特性:
光源發射:采用高亮度燈泡或激光二極管發射近紅外光,通過光學器件聚焦成束。
樣品測量:樣品通過傳送帶、管道或探頭進入測量區域,液體樣品采用透射模式(光穿過樣品),固體樣品采用漫反射模式(光在樣品表面散射)。
光譜吸收:不同化學物質對特定波長的近紅外光吸收程度不同,例如氧氫鍵振動可用于測定水分含量。
探測器檢測:剩余光被探測器(如硅、銦鎵砷檢測器)轉化為電信號。
數據處理:通過化學計量學方法建立光譜與成分指標(如水分、蛋白質、脂肪)的多元線性回歸模型,實現快速定量分析。
核心功能
實時監測:通過光纖技術將探頭部署在生產現場,數據傳輸至控制室,實現多點同步檢測 。
無損檢測:無需樣品前處理,直接通過物質對近紅外光的吸收特性分析成分(如蛋白質、脂肪、水分等)。
主要結構
光學系統:含近紅外光源、單色器(或光柵)、檢測器,負責光譜信號的發射與采集。
采樣系統:多為在線探頭(接觸式 / 非接觸式),直接插入生產管線或料流,實現樣品實時采樣。
數據處理系統:內置化學計量學軟件,包含建模、校正、分析模塊,快速處理光譜數據并輸出結果。
控制系統:可與生產設備聯動,根據分析結果自動調節工藝參數(如配料比例、溫度)。