在線拉曼光譜儀可以應(yīng)用于實驗室原始材料的研究與分析,也可以應(yīng)用于生產(chǎn)放大與平行反應(yīng)的方法發(fā)展、以及制造過程中的過程監(jiān)控,用于蹤反應(yīng)物、中間物和產(chǎn)物瞬時濃度變化,提供反應(yīng)過程和化學(xué)組成的“實況”。
傳統(tǒng)的拉曼光譜儀主要分為以下幾個部分:計算機,激光光源,激光引入元件,采樣系統(tǒng),信號系統(tǒng),光譜儀,探測器。不同于離線光譜分析,在線光譜分析考慮的ZX是被測樣品,需要檢測系統(tǒng)能夠短時間多點連續(xù)測樣,并且儀器結(jié)構(gòu)堅固,適合復(fù)雜的工作環(huán)境。拉曼光譜分析時候要用到激光光源。而激光可能對人員造成傷害,尤其是可能對操作人員的眼睛造成傷害。因此現(xiàn)場工作的拉曼光譜需要更好的考慮儀器的封閉性,保作的安全。

傳統(tǒng)的光譜儀需要將樣品放置于載物臺或者樣品池中,這樣不便于在線測量。隨著光纖技術(shù)的發(fā)展,開始以探針的方式與各種光譜儀結(jié)合使用。原理為激光通過光纖到達探頭,然后與樣品作用,產(chǎn)生的散射信號由探頭收集,再次通過光纖傳到檢測器。
在線拉曼光譜儀探頭簡單的可分為外置式和插入式兩種,或者按光纖分為雙光纖,單光纖,多光纖探頭。光纖的特點在于信號傳輸過程中,損耗極低,因此測量設(shè)備和被測對象之間的位置可以做到相對較遠;同時光纖抗干擾,抗腐蝕能力很好,適用于一些較惡劣的環(huán)境。因此探針的出現(xiàn)簡化了傳統(tǒng)光譜的系統(tǒng),提高了在線拉曼光譜儀和測量點之間的距離范圍,使得在線、實時分析、多點測量切實可行,目前已經(jīng)出現(xiàn)很多商業(yè)化的探頭。
在線拉曼光譜儀的設(shè)計關(guān)鍵在于:儀器的穩(wěn)定性、尺寸、測量精度。目前主要有兩種光譜儀被應(yīng)用于在線測量上,分別是色散型在線拉曼光譜儀和傅立葉變換在線拉曼光譜儀。目前,工業(yè)上實際應(yīng)用中普遍采取的是,將探針采樣和CCD多通道光譜儀結(jié)合使用,并通過化學(xué)計量學(xué)軟件分析信息,從而將測量簡單化,便于操作人員的使用。
拉曼光譜采取激光照射樣品,通過對拉曼散射圖譜來分析樣品。操作簡單靈活,具體體現(xiàn)在以下幾個方面。
1、采樣簡單:拉曼光譜可以無損傷的檢測樣品;不同于SEM、XRD等常見的表征方式,用于拉曼表征的樣品無需前處理。
2、樣品形式多樣:樣品可以以固體、液體、汽體或混合的形式進行分析。
3、較高的測試數(shù)Z:隨著現(xiàn)代激光技術(shù)、電子學(xué)以及計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展,特別是光電禍合器件(CCD)和光纖的運用,拉曼光譜儀可以實現(xiàn)多道和遠程采集,在瞬態(tài)多點采集后實時輸出數(shù)。
4、抗干擾:受水分干擾小。
5、易進行微量測量:而使用的探頭和光纖,又會對測量結(jié)果帶來影晌,這就是在線拉曼光譜儀的缺陷。光纖中纖芯,包層的拉曼和熒光散射產(chǎn)生了嚴重的背景干擾;彎曲的光纖又會產(chǎn)生信號損失,背景干擾增加探針靈敏度會降低。

1、石化業(yè)
石油產(chǎn)品的測里中將拉曼、近紅外光譜和化學(xué)計量學(xué)結(jié)合起來,用來快速測定物化參數(shù),如重油的API度、汽油的各項參數(shù)、石腦油的組成和密度等。
2、高分子材料
采取乳液聚合方法的合成體系如ABS塑料、聚乙烯等,都是由固體懸濁液組成,主要成分含有不飽和碳碳雙鍵,在線拉曼光譜儀適用于測量該官能團。
3、反應(yīng)過程的監(jiān)測
在線拉曼光譜儀具有檢測速度快,獲取的化學(xué)信息詳細等特點,光纖探針能使操作人遠離反應(yīng)現(xiàn)場,因而越來越多的被運用在連續(xù)反應(yīng)和間歇反應(yīng)的控制中。
4、食品和藥學(xué)
拉曼光譜可以用來鑒定糖類、蛋白質(zhì)、脂肪、維他命等成分,隨著食品工業(yè)在快速檢測,無損檢測等方面要求的提高,在線拉曼光譜儀會在食品科學(xué)業(yè)得到廣泛的運用。藥學(xué)方面也在使用拉曼在線技術(shù),如測定阿司匹林反應(yīng)。
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