傅里叶红外检测

p 　　近日，安徽光机所环境光学中心FTIR课题组研制的傅里叶红外大气移动走航监测车正式交付雄安生态环境局使用，该技术将助力雄安新区建设成绿色生态宜居城市。 /p p script src=" https://p.bokecc.com/player?vid=12C9FDB51D0DE46B9C33DC5901307461& siteid=D9180EE599D5BD46& autoStart=false& width=600& height=490& playerid=621F7722C6B7BD4E& playertype=1" type=" text/javascript" /script /p p 　　建设绿色生态雄安新区是国家千年大计，生态环境规划被列为雄安新区规划体系的重要组成部分。为了快速、高效的推进雄安新区生态环境整治工作，雄安生态环境局提出建设“生态环境智慧监测体系”，采用最先进的监测手段和最有力度的举措，不断改善雄安新区生态环境质量。 /p p 　　大气移动走航监测车是雄安新区生态环境“四位一体”监测体系的重要组成部分，需要实现对指定区域突发环境污染气体、温室气体、腐蚀性气体、恶臭气体和挥发性有机物等多种组分进行实时走航观测。 /p p 　　经过大量前期调研和技术对比，中科院安徽光机所环境光学中心FTIR课题组自主研发的傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术，成为雄安新区大气移动走航监测车的首选监测技术。本次国产傅里叶变换红外光谱监测技术能够圆满承担雄安新区生态环境监测这一历史重任，得益于傅里叶红外光谱监测技术的技术优势，以及近些年国产傅里叶变换红外光谱监测技术的飞速发展： /p p 　　首先，FTIR技术具有多组分同时测量的优势，能够实现对特征污染物浓度分布的实时在线走航，且该技术能打破常规走航观测技术只能测量总挥发性有机物(TVOCs)，无法对具体特征污染物进行精确走航观测的不足。同时，FTIR技术在克服工业现场恶劣使用条件方面达到了国际先进水平。本次项目中，研发团队相继攻克了复杂背景条件下光谱定量解析、抗震性红外光谱仪设计、光谱干扰抑制等系列关键技术，确保了保质保量按时完成项目任务。 /p p 　　雄安新区本次采购的傅里叶红外大气移动走航监测车，可以实现多种特征污染物实时走航观测，可监测组分包含400多种大气污染物，是FTIR技术应用于车载走航观测的又一次成功应用，当前大气移动走航监测车正式交付并得到了高度评价，该车将在雄安新区生态环境质量改善中发挥重要作用。 /p p 　　本次雄安新区傅里叶红外大气监测车项目的成功实施，得益于课题组在国家各类军民项目强力支持中的长期技术积累，是课题组坚持“基础研究为根基，应用研究为茎叶”的协同创新发展理念结出的又一硕果，更是课题组致力于服务国家重大战略需求的重要体现。 /p p 　　 strong 关于研发团队: /strong /p p 　　中国科学院安徽光机所环境光学中心FTIR科研团队，是国内较早开展傅里叶变换红外光谱技术开发与应用研究的科研团队，团队坚持“基础研究为根基，应用研究为茎叶”的协同创新发展理念，以满足国家重大战略需求、服务国民经济发展主战场、解决影响人民生命健康的环境问题为己任，目前，已经发展成为我国傅里叶变换红外光谱技术开发和应用研究领域的一支重要力量。 /p p 　　20多年来，在刘文清院士和刘建国院长的指导下，在高闽光研究员的带领下，相继开展了环境大气红外光谱检测方法与技术、工业燃烧过程气体在线检测方法与技术、国防和公共安全气体检测方法与技术等方面的研究工作，为国家环境大气污染监控和治理提供了科学依据，为工业燃烧过程分析与控制提供了技术手段，为国家国防和公共安全提供了技术保障。 /p p 　　近年来，在园区有毒有害气体监测方面，先后承担或参与了总理基金攻关项目、国家863项目、国家重大仪器设备开发专项、国家科技支撑计划、国家重点研发计划、中科院重点部署等国家和地方科研任务。课题组自主开发的系列监测设备在监测范围，检测下限，测量组分，反演精度，尤其是环境适应性等方面，具有优越性，总体性能指标达到国际先进水平。其相关研究成果荣获2019年度国家科技进步二等奖、2019年度中国科学院科技进步促进发展奖和2018年度安徽省科技进步一等奖。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/fa69adfa-6dc2-45ee-a95d-7eff827fbf77.jpg" title=" 图1_副本.png" alt=" 图1_副本.png" / /p p style=" text-align: center " 　　 strong 大气傅里叶红外走航检测车实时结果展示& nbsp /strong /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/8c6e2a87-e661-461a-bb40-1c5ddbbb362c.jpg" title=" 图2_副本.jpg" alt=" 图2_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 傅里叶红外大气移动走航监测车外景& nbsp /strong /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202009/uepic/f6d7a424-fbaf-4558-ab3f-090263d128bd.jpg" title=" 图3_副本.jpg" alt=" 图3_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 傅里叶红外大气走航检测车内部布局图 /strong /p

近年来，突发环境事件时有发生，在发生污染事故，造成环境污染的紧急情况下，事故发生单位和政府必须快速采取措施、锁定污染物，因此，及时开展应急监测工作是必不可少的。 根据《突发环境事件应急监测技术规范》等有关要求，发生污染事故时，需要对厂界、辐射区域范围内大气敏感点进行多方位气体监测。监测点位的设置需要根据事故现场环境及严重程度来判断，实行多点位监测。在监测过程中根据外部环境的变化及时调整采样点位。 综上所述，《突发环境事件应急监测技术规范》对污染事故应急监测提出很高的要求，由于污染事故具有突发性、不确定性、扩散速度快以及后果的不可控性等特点，为了最大程度地控制事态扩大、减轻污染危害，对事故发生初始阶段的应急监测尤为重要，同时，对应急监测设备也提出了极大的挑战。1应急监测设备必备的性能便携性：事故发生现场地点具有多样性，如：山林火灾的监测、化工厂爆炸、工业泄露、加油站爆炸、恐怖袭击的生化毒气等等，应急人员需要在短时间内携带设备前往事故现场，并在现场进行移动、穿插，这对设备的便携性提出严格要求。功能性：事故类型不同，产生的有毒、有害气体种类及气体组分是不同的，这对分析仪监测气体组分的数量、精准度以及应对复杂场景提出严苛要求。快速性：在有限的时间快速了解事故发生现场气体种类及大致含量是制止事态扩大和减轻污染危害的重要条件，这对分析仪的检测速度、分析周期提出更高要求。 乐氏科技的便携式傅里叶红外气体分析仪能够完全满足上述条件。仪器搭配了PLS偏最小二乘法作为化学计量方法，采用先进的光谱预处理方法，使得仪表在复杂的环境空气中适用性更强，测量结果更准确、更科学。是突发性环境污染事故应急监测的好帮手。2工作原理 采用傅里叶变换红外光谱技术（FTIR Spectrometer）进行气体分析。它不同于色散型红外分光的原理，是基于对干涉后的红外光进行傅里叶变换的原理而开发的红外光谱仪。主要由红外光源、光阑、干涉仪（分束器、动镜、定镜）、样品室、检测器以及各种红外反射镜、激光器、控制电路板和电源组成。可以对样品进行定性和精细定量分析。 图1 光谱信息产生机理图2 光谱信息产生机理3产品特点测量精度高，优于标定的±2%；光谱范围宽； 高分辨率分析模式； 定性、定量种类丰富，定性可达5578种 ；分析周期短、可连续在线监测； 抗光谱干扰能力强；预热时间短。4应用案例 2022年9月，乐氏科技在某疾控防疫中心实验室现场试验，对用户提前配制好的混合有机溶剂进行现场分析（配制的样品组分包含：苯系物、三氯乙烯、二乙醇、甲酸），以检验便携式傅里叶红外气体分析仪在分析VOCs性能方面的表现。图3 实验室测试现场通过一个周期的测试，结果显示：傅里叶红外气体分析仪能够非常快速、准确地检测出实验混合物中的气体组分，并进行定量分析。图4 仪器采集的原始样品谱图样品原始谱图中包含有丰富的VOCs组分特征谱带，说明仪器红外响应非常灵敏。图5 样品原始谱图与三氯乙烯标准谱图比对两者特征谱带出现的位置及形状相似度极高，因此仪器准确地分析出了混合样品中的三氯乙烯样品。图6 样品原始谱图与苯标准谱图比对样品原始谱图与苯标准谱图在2800cm-1—3200cm-1内比对，两者特征谱带出现的位置及形状相似度极高，因此仪器精准分析出了混合样品中的苯。 通过上述多组对比，很好地证明乐氏科技便携式傅里叶红外气体分析仪在VOCs分析方面具有很高的红外灵敏度和响应，非常适合在环境空气应急检测或职业卫生检测行业的应用。

ARCoptix小型傅里叶红外光谱仪助力硅太阳能电池检测硅太阳能电池我们使用ARCspectro FT interferometer在600-1300nm近红外区域测量硅太阳能电池的光谱响应。此光谱仪有两个光纤接口，一个接口用来连接光源（此处使用的是商用卤素光源），另一个接口用来连接调制光源的输出。光谱仪模块上的连接器允许将外部探测器（此处是硅太阳能电池）连接到内部放大器上。整个系统如下图1所示通过具有调制光束的光纤来照射太阳能电池，通过傅里叶变换从干涉图中提取光谱。光谱强度如下图2所示，其光谱强度不但与硅电池的相应有关，而且还与干涉光学固有光的传输和调制效率，以及光源的光谱强度有关。低的截止边（550nm）是由于光谱仪的光源造成的，而高的截止边（1300nm）是由于被测硅太阳能电池的带隙。 瑞士ARCoptix公司由四位工程专家于2005年创立，是一家专业的光学测量系统制造商。公司位于瑞士纳沙泰尔（Neuchâtel)），因为独特的地理优势与EPFL（瑞士洛桑联邦理工学院）、BFH（伯尔尼应用科学大学）以及当地钟表业建立了牢固的合作伙伴关系。得益于这些合作，ARCoptix拥有高科技制造和表征设施以及光学微技术领域的专业知识。上海昊量光电代理ARCoptix的产品型号有FT-IR Rocket傅里叶红外光谱仪、VIS-NIR/UV-VIS-NIR光纤光谱仪和FT-FC傅里叶红外光谱仪。 FT-IR Rocket傅里叶红外光谱仪 VIS-NIR/UV-VIS-NIR光纤光谱仪 FT-FC傅里叶红外光谱仪FT-IR Rocket傅里叶红外光谱仪具有高灵敏度、高分辨率。可选光谱范围有2-6µm，1.5-8.5µm，2-12µm。VIS-NIR / UV-VIS-NIR 光纤光谱仪可选的光谱范围有350-2600nm，200-2600nm。FT-FC傅里叶红外光谱仪可选的光谱范围有0.9-2.5µm，2-6µm，2-12µm和2-16µm。并且内部带有光源。是目前市场上最紧凑的光纤耦合傅里叶红外光谱仪。ARCoptix公司的傅里叶红外光谱仪的技术核心是双角立方干涉仪。如下图：两个角立方体与一个共同的摆动臂连在一起，摆动臂旋转以在干涉仪的两个臂中产生光程差。 这种类型的设计被称为永jiu对准干涉仪，众所周知，系统的对准对振动和温度漂移最有效。它永远不必重新调整。干涉仪的摆臂在无磨损挠性系统上旋转，使该机械系统非常坚固耐用。为了测量反射镜的运动，FT-FC将固态参考激光器耦合到干涉仪中。与经典 HeNe 激光器相比，ARCoptix使用的固态激光器更紧凑，使用寿命更长。它们因为温度引起的波长漂移特别小，当使用珀耳帖元件保持恒温时，它们的波长可以稳定在几个PPM，从而提供非常准确和可重复的波长标度。这对于确保日常工作一致性至关重要。 光源ARCoptix公司的傅里叶红外光谱仪非常紧凑，集成度非常高。具有体积小，性能强的独特优势。大小可以参考下图： 此外Aroptix S.A.推出了Gasex HD-05TM—一种OEM气体分光计，包括高稳定性真空密闭FTIR Rocket光谱仪，与具有铑涂层耐化学腐蚀光学元件的5m气室无缝匹配。 采用GASEX HD-05-12测量多种气体的谱线分布：物质含量检测能力：*LOD=limits of detection **使用短波截至6um探测器测量目前，昊量光电已经与华中科技大学、天津大学、南京理工大学等高校的老师达成过合作。老师们对此产品的反馈都很很不错。欢迎各位老师前来问询！关于昊量光电：昊量光电 您的光电超市！上海昊量光电设备有限公司致力于引进国外先进性与创新性的光电技术与可靠产品！与来自美国、欧洲、日本等众多知名光电产品制造商建立了紧密的合作关系。代理品牌均处于相关领域的发展前沿，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、精密光学元件等，所涉足的领域涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防及前沿的细分市场比如为量子光学、生物显微、物联传感、精密加工、先进激光制造等。我们的技术支持团队可以为国内前沿科研与工业领域提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等优质服务，助力中国智造与中国创造! 为客户提供适合的产品和提供完善的服务是我们始终秉承的理念！