天然气是一种复杂的气态烃混合物，甲烷和乙烷通常是最主要的。
在天然气，不同碳氢化合物组分的浓度差异很大，从仅检测微量（非碳氢化合物的典型情况）到几乎占总混合物的100%。
定性识别和定量验证不同气体种类浓度的能力对天然气的应用至关重要。
虽然天然气混合物中惰性气体存在似乎是良性的，这意味着减少是天然气燃烧能源的烃气体的分压。
天然气的能量密度还取决于特定碳氢化合物的相对浓度，丁烷和丙烷的比能量密度低于最轻的元素。
通常，已经利用基于气相色谱（GC）技术进行了天然气组合物的分析，仍然需要某些国际标准来进行该方法。
然而，虽然GC适用于组成分析，但即使是复杂的混合物，也有许多缺点。一个是执行GC实验所需的惰性载气的费用，使其成为昂贵的分析工具。
流程分析的主要问题是GC由于需要手动分离单个分析物而受到可实现的分析速度的限制。这也意味着它不是特别适合在线过程分析。
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拉曼光谱学的在线分析
另一种选择是拉曼光谱，它是一种非常适合研究碳氢化合物混合物(如天然气)的分析技术。对于分子气体或液体，不同化学键振动频率的信息是拉曼光谱中恢复的主要信息。
对于每个分子种类，分析这些不同的频率可以产生一个“指纹”，用于对化合物进行定性识别，因为精确值在很大程度上取决于键的化学环境。这甚至可以用来识别同一元素的不同同位素。
拉曼光谱可以完成分析物浓度的定量，与参考样品相比，在稀释条件下，对于给定的入射光强度，观察到的信号强度与浓度成线性比例。
作为分析技术，拉曼光谱是无损性的，并且不需要样品预处理;运行定性和定量研究节省了时间。
消除样品预处理和拉曼光谱的必要性同时分析所有各种分析物的能力意味着拉曼光谱仪可以合并到用于在线分析的过程监测中。
这为在飞行中控制燃料到空气的混合物，管理使用天然气的成本和许多其他应用提供了潜力。
天然气的筛选与定量
拉曼光谱学适用于天然气、丙烷、甲烷、丁烷等主要组分的定性和定量检测。
这可以用来进行实时筛选分析，以确保天然气的质量不恶化或化学成分不过度波动，这可能会影响天然气的能量密度。
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甲烷,
沼气和生物甲烷的提炼和生产是非常复杂的化学过程，需要警惕和勤勉地控制最佳生物甲烷生产所需的工艺条件。
由于它们在各种烃类气体之间区分并且鉴定甚至痕量的污染物种，可以将拉曼光谱仪集成并用作过程控制或质量保证的一部分。
拉曼光谱可用于仔细分析初始沼气浓度，优化饲喂过程，以及由于每个分子的独特指纹在沼气中呈现。
tec5USA光谱学的解决方案
开发一种适合天然气在线分析的光谱仪系统需要考虑到这种类型的一些具体挑战。
首先，检测必须足够敏感，以便通过低入射激光功率进行实验，以防止不希望的易燃气体点火。
第二，样品探针必须易于集成到现有的工艺线中，具有承受样品中硫化氢等微量气体可能造成的腐蚀的能力。
TEC5USA拉曼光谱仪能够实时测量过程。在线分析基于整个分析物结构和官能团的结果提供结果，而不是单个分析物的带。TEC5USA拉曼光谱仪采用温度稳定的785nm激光，可调谐输出从35 - 500 mW。
它配备有高度敏感的CCD阵列（1024×58像素），该阵列与VPH传输光栅平行，便于跨越阵列的减少以及非常有效的色散，并且广谱范围为300-3100cm-1．
光纤束截面转换器通过建立光纤的线性排列来制造分光计的入口狭缝来提高光的吞吐量。当与Hellma Multipass探针(RFP-456)或tecRaman探针并行使用时，直径600 μ m的光纤可以实现高的光吞吐量。
tec5USA校准程序保证了高的峰值精度和可重复的强度校正。RFP-465的特点是熔融石英窗和Kalrez 6375窗密封包含在不锈钢阀体内。
的4通道拉曼光谱仪使用光纤开关多路复用器。该设备提供了相当大的成本降低每通道作为一个单一的系统，并用于许多测量位置。
通过分配给每个测量通道的各个激光操作实现最佳测量速度。通过各种工业协议，该设备可以轻松集成到工业自动化环境（DCS和SCADA系统）中。
tec5USA拉曼控制室系统，配有海尔玛多通探头(RFP-465)。图片来源:tec5USA Inc
通过利用316不锈钢探针，当暴露于腐蚀性样品时，该装置坚固耐劣化并耐劣化。
更重要的是，它是专门为天然气样品和蒸汽样品的兼容性评级，专利的多通设计导致超过一个数量级的信号增强。
当使用一些机载处理时，数据处理和读出也不那么复杂，这意味着光谱仪系统很容易集成到分类位置(即，I类，1类和I类，2类)。
虽然激光源本身是3B级，防篡改，知识产权保护的外壳意味着它是1级激光安装符合IEC 60825-1。它还可以包括额外的功能，如RFID开关和可锁定连接器。
TEC5USA产品的一个主要福利是，他们在所有类型的过程光谱中的丰富经验意味着它们还可以根据需要提供量身定制的解决方案或额外的建议，并可以使用此售后服务和售后支持。
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关于tec5USA
作为上市公司Nynomic AG的一部分，tec5USA是tec5 AG的北美子公司。该集团是永久性、非接触和非破坏性光学测量技术产品的国际领先制造商。
tec5USA的仪器不是等待时间密集的实验室测量，而是快速测量时间关键的化学和物理参数，以迅速反应生产线上的变化，允许过程验证实时。
这有利于一致的质量，返工减少和浪费最小化，端到端供应链优化，屈服最大化和每含量支付。
TEC5USA服务的行业包括半导体制造设备，薄膜技术，环境技术，采矿业，化学，石化，生物技术和制药，食品，饲料和饮料以及农业。app亚博体育
参考
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