紫外测量

据国外研究报告显示 2021年全球在线紫外-可见光谱市场规模为10.5亿美元，预计2022年至2030年的复合年增长率（CAGR）为6.50%，2022年市场规模预计达11.4亿美元，2030年预计将达18.8亿美元。在线光谱仪的应用不断扩大，相关技术不断进步，再加上政府和监管机构的积极参与，都是推动行业增长的一些主要因素。例如，多年度国家控制计划（MNKP）和国家监测计划（BÜP）等预计将推动在线紫外-可见光谱方法的使用。紫外-可见光谱的应用非常广泛，其中包括分析各种重要的疫苗，例如狂犬病和流感。该技术在COVID-19疫苗的研究中也具有显著优势。紫外-可见分光光度法在COVID-19研究中提供了准确、简单和快速的成分表征，如添加剂、防腐剂、蛋白质和核酸（即DNA/RNA）等。在线紫外-可见光谱技术还可以影响上游和下游过程的结果时间，包括质量控制。例如，梅特勒-托利多紫外-可见卓越分光光度计UV5Bio和UV5Nano是获得可靠和准确定量的重要工具，可成为疫苗研究在开发和合成期间的有效工具。此外，它们还可以为上游工艺、下游工艺和质量控制提供纯度检查。比如化妆品、食品和饮料行业的全球公司对制造商提出了更高的标准。随着产品质量检测要求的增加，与专家合作以确保产品的开发符合最终用户的期望非常重要。例如，2020年3月，岛津公司在UV-i Selection品牌下推出了六种新的紫外可见光分光光度计型号，这些系统便于在更广泛的领域使用，包括制药、化工和学术界，它们提供各种样品的自动分析、用户友好型操作性和附加功能以满足广泛客户需求。在离线测量中，过程监测被认为是一个耗时的步骤。此外，一次只能做一次测量，而且采样点之间的颜色质量仍然未知。在线测量有效地解决了这些挑战，因为它能在出现任何颜色变化时立即进行干预，并实时提供结果，从而推动了这个市场。在线采样是符合FDA标准的过程分析技术的首选。紫外可见光毫秒级的快速整合时间提供了快速的结果和高灵敏度。实时监测和快速的结果使得改变和识别参数变得很容易，从而减少了测试结果和重要质量参数的重复时间。在应用方面，2021年，色彩测量业务占总收入的比例最高，超过33.00%。该业务预计将以最快的增长率进一步扩大，在整个预测期内保持领先地位。这可归因于其在涂料、制药和食品行业等各个领域的应用不断扩大，再加上运营商为引入在线颜色测量解决方案而不断增加的投资。颜色测量是一种被广泛接受的方法，用于评估生产过程中颜色值的质量。在线颜色测量的出现解决了使用离线测量方法评估产品质量时出现的与时间相关的挑战，从而促进了行业增长。例如，X-Rite GmbH生产ERX56，这是一种用于颜色在线测量的非接触式分光光度计。同样，由Kemtrak制造的DCP007是一种工业光纤光度计，用于在线、实时测量过程样品的颜色浓度，该仪器配备高性能、长寿命LED和工业级光纤，可提供高精度的噪声和无漂移测量。在线彩色UV-Vis传感器还用于监测发酵过程中红酒颜色的变化。在用户方面，据估计，在预测年内，油漆和涂料行业的复合年增长率最快，超过8.65%。油漆和涂料行业对在线紫外-可见光谱的广泛采用是推动该领域增长的主要因素。在线紫外分光光度计技术可以让油漆和涂料行业用户每10秒或更短时间直接在过程中连续测量制造物质，无需采样延迟，也无需中断生产线，这反过来提高了制造过程的生产率，同时降低了成本。此外，在预测期内，化学工业部门也有望以显著的复合年增长率增长。在化学工业中，湿化学过程的在线监测包括监测碱性和酸性制绒、漂洗、亲水化、氢氟酸、硝酸、氟硅酸、硫酸、碱度、酸度和过氧化氢。在区域市场方面，北美在2021年主导了全球行业，占总收入的35.60%以上，份额最大。预计该地区将在整个预测期内继续主导全球行业。这可以归因于提供在线紫外-可见光谱设备的主要公司在该地区的强大影响力、仪器技术的进步，以及涉及这些设备广泛使用的食品分析需求的增加。此外，美国国家标准与技术研究所的存在向最终用户提供了关于光谱学的详细要求，这鼓励了北美市场的发展。另一方面，预计亚太地区在预测年内的增长率最快。中国和印度等亚洲国家快速发展的绘画和制药行业预计将推动该区域市场的产品消费。此外，人们对食品安全和环境污染的担忧日益加剧，跨多个行业的研发活动不断增加，以及主要公司逐步进入亚太地区，预计将在未来几年推动该地区的增长。在全球，在线紫外-可见光谱市场运营的一些知名公司包括：Agilent Technologies, Inc.、Shimadzu Corp.、Thermo Fisher Scientific Inc.、X-Rite、ColVisTec AG Inc.、Hunter Associates Laboratory, Inc.、Applied Analytics, Inc.、AMETEK, Inc.、Guided Wave, Inc.、Kemtrak AB、Endress+Hauser Management AG、Color Consult、Equitech Int'l Corp.、Uniqsis Ltd、Advanced Vision Technology Ltd. 等。

1.吸光度测量原理当入射光频率与物质分子的震动频率一致，或者入射光引起物质分子电子能级跃迁，都会产生光学吸收现象。溶液的浓度越高，穿过溶液的分子也会相应地被吸收越多。当一定强度的光线通过物体的时候，被吸收部分越少，透过部分越多反之也然。1852年比耳确定了吸光度与液浓度及液层厚度之间的关系，建立了光吸收的基本定律，称为朗伯-比耳定律。朗伯比尔定律是吸光度测量的基本定律，是描述物质对某一波长光吸收的强弱与吸收物质的浓度及其液层厚度间的关系。当一束平行单色光通过液层厚度为b、吸光物质的浓度为c的单一均匀的，非散射的有色溶液时，溶液的吸光度与溶液浓度和液层厚度成正比。A=kcb=lg(I0/I)A: 为吸光度k：为摩尔吸收系数（常用单位 L/(mol*mm)）c：为浓度（常用单位 mol/L）b：为光程（常用单位 mm）I0：入射光强度I：透射光强度图1 吸光度原理图2.应用系统介绍(1)发光源：能够输出稳定功率以及且连续光谱的辐射源，紫外波段实验室常使用脉冲氙灯或氘灯，可见波段实验室常使用卤钨灯。(2)样品池：用于放置待检测样品，常用直接盛放样品的器件为石英比色皿，厚度一般为10mm，适用于紫外到可见光波段范围。(3)检测设备：又称分光光度计，将光学分光器件和能实现光电转化的探测器集成。本此测量应用使用的系鉴知技术的SR50C光纤光谱仪，光谱仪内置脉冲氙灯同步触发功能，除了可搭配如下图一样的比色皿样品固定架进行测试，同时也可根据实际需求搭配侵入式光纤探头或流通池进行取样。 (4)显示器：连接光谱仪和笔记本电脑，显示测量过程中的数据，本此测量应用使用的系鉴知技术自主研发的上位机软件。图2 脉冲氙灯吸光度检测系统图3.实验示例鉴知技术拥有自主研发的整套光谱吸光度测量系统和相关的配件，本次实验采用KNO3溶液，光谱仪采用北京鉴知技术有限公司的微型光纤光谱仪SR50C，在室温环境下进行测试，实验结果如下表所示：光谱仪型号：SR50C（200-400 nm）波长范围nm分辨率 nm可根据客户需要定制:波长范围，分辨力大小，光谱仪尺寸大小200-4000.5比色皿光程KNO3 浓度mg/L220nm 吸光度275nm 吸光度相关系数R210mm0.20.0432780.0446110.99780.30.0672250.0658580.40.0873060.087540.50.1150570.1081420.80.1664770.1617651.00.2072560.20099表1 KNO3溶液在220nm,275nm处的吸光度根据表中数据，绘制硝酸钾溶液吸光度随浓度变化的线性关系曲线，如下图所示。图3 KNO3溶液浓度与吸光度线性关系结论：由图得知硝酸钾溶液的吸光度与其浓度具有较大的线性相关关系，线性拟合系数R2=0.9978，标准曲线的方程式是：A = 0.1985.74C + 0.0048可根据拟合的标准曲线，将未知浓度样品的吸光度代入标准曲线的方程式中，得出未知样品的浓度。因此，鉴知紫外可见光谱仪能够在吸光度测量中有较好的测量结果满足客户的需求。4.SR50C光纤光谱仪优势体积小，重量轻，分辨率高；灵敏度高，适用于微量元素分析；测量准确性和一致性高；价格优惠。5.典型行业应用参考行业或典型应用光源光谱仪附件高校或实验室代替分光光度计氘卤组合SR50C，SR75C, ST90S10mm 紫外石英比色皿样品池抗紫外光纤在线水质仪器分析脉冲氙灯/氘卤组合SR50C，SR75C10mm 紫外石英比色皿样品池抗紫外光纤衰减器烟气在线仪器分析脉冲氙灯ST90S光纤、气室超微量分光光度计脉冲氙灯SR50C，SR75C，ST90S-便携式多参数水质分析仪脉冲氙灯SR50C，SR75C-北京鉴知技术有限公司，简称“鉴知技术”， 是一家以光谱检测技术为核心的专业公司，产品已广泛应用于缉私缉毒、液体安检、食品安全、药品检测等诸多领域，公司致力于为客户提供更先进的产品和更快捷的物质识别方案。

为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》，防治大气污染，改善环境质量，规范便携式紫外吸收法多气体测量系统的技术性能，制定本标准。 随着国家环保部展开以锅炉或炉窑监测SO2、NOx为主的气态污染调查，各省市环保局对CEMS在线监测系统的大力普及，SO2、NOx的在线监测与瞬时监测之间的数据不统一的矛盾日益突出。目前国内监测SO2、NOx常用的仪器主要依赖于电化学传感器法，但由于在高湿低硫的工况中，易发生气体间交叉干扰以及前处理不彻底受水汽影响等因素而导致测量数据不准确的案例时有发生。 2007年8月，中国环境监测总站在青岛召开各省、直辖市、省会城市环境监测工作会议，许多代表提出目前电化学传感器测试烟气中SO2存在的问题，中环总站副站长在会议上指出：电化学传感器是否继续适用我国的固定污染源测试值得商榷，建议仪器生产厂家抓紧时间研制稳定、可靠的SO2测试仪。 在这种大环境下，崂应公司很早就开始研制以紫外光学法测量SO2、Nox等烟气的监测仪。此方法的特点是利用紫外光谱分段测量不同气体，不受水汽及气体间交叉干扰的影响，测量精度高、数值准确。 另外，崂应相信在广大同仁及社会各界人士的共同努力下，我们一定会在大气污染防治这场攻坚战中取得最终胜利，还给地球一片绿色，为生活在“穹顶之下”的我们呼吸到干净的空气贡献出环保人的一份力量，给我们的子孙后代留下一片干净的天空！