微型分子谱仪的制造和质量控制过程

生产和质量保证（QA）流程在工业中监控，使用许多遥感技术，以便更好地理解特定流程。这种方法有助于公司通过提高效率，降低排放量减少余量来改善利润，满足降低环境影响的关键社会挑战。亚博网站下载

除了用于学术目的外，光谱测量现在也越来越多地用于工业。使用光来监控一个过程可以帮助生产过程，帮助监控各种各样的产品，通过拉曼分析等方法测量材料中的浓度水平，通过应用从其黑体曲线(图1)获得的数据来确定环亚博网站下载境的温度。这条曲线的形状和峰值是特定物体发射率和温度的函数。

图1。从100 - 1300nm的黑色身体曲线7000和5770 k

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图2描述了用于获app亚博体育取正在进行的工艺数据和调查产品质量的光学设备。原子光谱学和分子光谱学是光谱学的两大类光谱测量．前者分析单个元素，后者包括拉曼观测、近红外技术、颜色测量、红外光谱和紫外-可见光谱等方法。

图2。作为铸钢，(颜色可以决定其温度)

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电荷耦合器件(CCD)和最近的CMOS探测器的出现大大降低了光谱仪或光谱测量系统的成本，许多主要制造商现在提供的系统价格低于1万英镑。这是在包括重工业在内的工业中广泛采用光谱仪的驱动因素。然而，光谱仪在大多数中小企业(SMEs)中仍然被认为是一件昂贵的事情，尽管这些价格降低了。因此，大多数公司都无法识别光谱仪中可用的测量选项及其作为关键QA工具的潜在用途。

根据Markets to Markets的数据，2013年分子光谱市场规模预计为43亿美元，至少在未来5年，预计复合年增长率为6.7%。因此，对更灵活、紧凑、性价比高、易于操作的光谱仪的需求也将增加。对便携式/手持、用户友好的系统的需求是未来增长的驱动因素。

新进展

如果在行业中持续的这种广泛采用分子光谱法的趋势，系统必须解决最终用户的要求，其参与对于开发一个有助于创造增值解决方案的循环经济模式至关重要。一个例子是可以网络化的经济效益的设备，以允许从不同位置实时获取数据获取，并且可以随后检查以获得特定过程的更清晰的图像。这可以在保持经济，紧凑的包装的同时进行。

具有这种能力的光谱仪支持循环经济，并从新的即插即用仪器获得用于光谱分析，便于升级过程，消除进行测量的困难。这种进步可以通过嵌入设备中的微处理器，提供用户网站访问，改进的功能提供更大的控制，远程访问，改进的诊断，从而最大限度地减少对潜在预测故障管理和专家支持的需求的改进功能来实现普遍存器计算。

然而，每一种仪器都有其自身的局限性，因为每种情况都有权衡，这对其分辨率和精度有影响。市场上有许多不同的仪器进行光谱测量或改变不同的配置，以促进不同的灵敏度。在某些情况下，需要专门的高精度、高灵敏度设备，例如，制药行业的透射拉曼分析。app亚博体育为此，需要is - instrumeapp亚博体育nt的HES系列仪器等设备。

成本、用户友好性和可靠性是其他需要颜色测量的部门的关键驱动因素，特别是中小型企业使用的仪器。为了满足这一要求，ISI设计了一种新型即插即用紧凑型微型光谱仪，可用于各种应用(图3)。该设备可以作为独立系统使用，也可以作为一套网络传感器应用。从用于高精度农业的简单颜色测量，到家具等日常产品的生产，再到社区的医疗保健。

图3。ISI新型微型光谱仪

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监测在线工艺测量，例如燃烧过程，化学成分，温度，涂料中的监测颜料，以及释放的气态化合物如二氧化碳和物体的运动是另一个关键应用。这些潜在市场以及更多传统用户在教育和学术研究中，提供了可被剥削的相当大的潜在市场增长低成本手持便携式仪器．

ISI的光谱仪可以轻松地与其他仪器集成，进一步扩大系统的监测潜力。一个例子是集成了一个经济的光谱仪和一个便宜的集成球(图4)，ISI也设计了，以开发一个光谱辐射计，理想的分析LED的颜色和亮度，反射率，反向反射颜色，光源和透过率与无数的工业应用，从园艺到运输网络中的照明到光伏设备性能。

图4。ISI集成球体

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新的Wi-Fi微型光谱仪

采用先进的生产方法，ISI可以提供其新型微型光谱仪，包装紧凑，重量小于500克，成本低于800英镑。这些启用Wi-Fi的系统可以被远程控制。系统被设计成大约1-2纳米尺度的分辨率和350-850纳米的波长范围。光纤耦合器件不需要任何复杂的对齐。

用户友好的操作软件(图5)是关键的驱动程序，即使是新手用户也可以运行它，并适用于特定的观察过程。这些系统构建在简单的Czerny Turner配置上(图6)，可以作为OEM和独立系统提供。

图5。用微型光谱仪获得的汞校准灯光谱

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图6。契尔尼特纳光谱仪

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表1。ISI新系列微型光谱仪的技术规格

规范	价值
光学
波长范围	从<390 nm到>850nm。
分辨率的应用)	整个范围<2nm
曝光时间	1 ms - 10秒
纤维输入	SMA 905.
热稳定性
读噪音	50项(Max。标准偏差)
杂散光
线性	> 98％（纠正）
电子产品
连接	以太网 无线(可选)\
电源电压	4.75 - 5.25 v
机械
方面	59×108×131毫米
重量	约500克
存储和工作环境
温度	0 - 40°c
湿度	不能凝固的

整合球体

进入光谱仪的光是均匀的，在大多数观察中缺乏结构，以确保可靠和准确的光谱测量。集成球体是一种用于观察过程的良好装置。这种球体具有高反射的内表面（> 95％）。这意味着入射光在退出前反射了球体的内表面（图7）。

图7。一个集成的球形的例证

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该过程“混合”光消除空间分布因子等的光源。功率测量观察和比色是这些设备的常见应用。大多数目前可用的球体具有超过98％的反射率，并且可以非常昂贵。IS-Instruments已经创建了一种新的集成领域，其成本为<£500，使用具有具有复杂制造方法的迷你光谱仪的相同过程。

图8。积分球反射作为波长的函数

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图8示出了作为波长的函数的积分球的反射率。球体在光谱​​仪中的集成允许获得“清洁”光谱数据，原则上可以精确地观察诸如颜色的光谱性能，总成本低于1500英镑。这可能导致光谱测量扩展到常规使用，提高不同系统的制造效率甚至最小化CO₂．

这些信息已经从IS-Instruments Ltd提供的材料中获得，审查和改编。亚博网站下载

有关此来源的更多信息，请访问IS-Instruments有限公司．