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红外加热检测

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红外加热检测相关的资讯

  • 从原理入手!让我们走进这款WIGGENS红外加热板
    红外线加热板具有操作模式多样化、简单,耐腐蚀,清洁容易等特点,可应用于农业、土壤、环保、食品、科研院所、大专院校等实验、化验室,用于样品加热、烘烤、消化、赶酸等工作。红外线加热的原理:利用物体对光的吸收。红外线的传热形式是辐射传热,由电磁波传递能量。在远红外线照射到被加热的物体时,一部分射线被反射回来,一部分被穿透过去。当发射的远红外线波长和被加热物体的吸收波长一致时,被加热的物体吸收远红外线,这时,物体内部分子和原子发生“共振”——产生强烈的振动、旋转,而振动和旋转使物体温度升高,达到了加热的目的。WIGGENS红外线加热板SLK 1/2/2-T产品介绍* WIGGENS 红外线加热板采用微晶玻璃面板 (Glass Ceramic), 表面光滑 , 无 细孔 , 不易磨损 , 抗化学腐蚀 , 清洁容易, 导热效率高, 均匀度好, 可以承受热震700℃剧烈温度变化, 大幅度满足实验室快速加热与安诠考虑的双重要求* SLK1 / SLK2 红外线加热板具有 24 段温度设定 ,飞梭式设定旋钮 ,大屏幕液晶显示设定温度及实际温度* 旋钮定时功能,设定工作时间及实际工作时间大屏幕液晶显示,工作状态一目了然,可以定时:0-1800s* SLK2-T 可以外接温度传感器,直接控制待加热液体的温度, 控制温度范围: +40~+300℃;温度控制稳定性: ±2℃ ~±5℃ ( 决定于待加热液体物化性质及容器材质形状)* 前面板顶部导流槽设计,确保意外情况下液体不会浸入前面板电源部分茂默科学力求解决行业内客户对科学仪器选型难、维护难的处境。欲了解更多WIGGENS产品,Welcome to consult~
  • 在线热像仪应用 — 材料 激光加热的温度检测
    激光加热的温度检测使用激光方式对金属材料进行加热是近年来发展比较快速的新技术,激光加热 具有加热温度高、加热速度快、加热目标灵活等优点,但也正是这些优点,使 得在加热过程中的温度检测存在难点,本文介绍使用RSE60H高温型在线热像仪 对激光加热的现场检测案例,特别是快速、高温的温度趋势分析功能,为此类 温度检测提供有效方案。检测案例: 某高校和某激光设备制造商合作项目,使用激光加热设备对金属材料进行加热,需要看到金属表面的温度变化情况,这对 材料加工工艺非常重要,如果温度控制不当,会造成材料报废或质量不合格。 该现场存在两个检测难点: 1、激光加热的时间非常短:通常激光加热以零点几秒或几秒为周期,且在这么短暂的加热周期中,需要看到温度瞬间的 升高和散热冷却的过程变化,所以对于热像仪的帧频有较高的要求,目前市面上普通的帧频为9Hz的红外热像仪无法追踪 这么快速的变化,而RSE60H的帧频达到25Hz,也就是说,每40毫秒采样一次,可以满足对于快速变化的温度检测需求。 2、温度高:激光加热后的金属温度会瞬间上升到1000℃-1500℃以上,普通的红外热像仪的高温量程上限为1000℃或 1200℃,这就需要特别涉及的测温至2000℃的高温型红外热像仪进行温度检测。在激光移动的过程中,在铁板某一位置处有停留(红框处),导致热量积累使铁板的温度上升到1500℃,同样,右侧 是部分温度数据的导出,红色字体为最高温度值和对应的时刻。 另外,时间轴也可以用计算机时间来标识,案例中的时间轴用开始时间标识。
  • WIGGENS柔性金属浴,全能型加热好帮手
    实验室常见的加热仪器,如:加热板、加热套、金属浴、水(油)浴等加热板是通过面传导方式对样品进行加热,适用于有平面导热面的容器,如烧杯,三角瓶等。加热套多用于相应配套容积的圆底烧瓶等容器。金属浴加热块,受限于金属模块加热腔形状的不同,只能适用于特定形状的加热容器。水(油)浴会受到热传导介质的温度局限,容器表面有水(油)的附着情况。推荐使用WIGGENS最新自主研发的柔性金属浴,用一台仪器即可完成对不同形状容器,宽广温度范围的加热控制。wiggens柔性金属浴,使用自主研发生产的高品质合金颗粒作为热传导介质,不锈钢底板对合金颗粒进行加热,快速进行热量传递,PTFE 成型的保温层,形成集热效应。合金颗粒流动性强,对容器包裹性好,加热均匀,导热快。配合使用wiggens 专利的红外加热(IR)技术和ACC 自整定温度控制技术,实现更快的加热效果和更好的温度稳定性WIGGENS柔性金属浴可以对样品进行快速,洁净的加热,适用于各种形状的容器。在相当一部分应用领域,非常适合取代实验室常用的小油浴锅,干浴模块,电加热套等加热方式,是一款名副其实的全能型加热仪器,加热操作的好帮手。
  • 安全检测运行中的加热炉,FLIR GF309有效降低爆炸风险!
    近几年,国内铸造企业大力推进熔炼和窑炉,但加热炉和锅炉等设备很容易出现各种机械故障,包括堵塞管道内部及阻碍产品流动的焦化现象、管道外部炉渣积聚、炉渣造成的损害、加热不足和过热、因燃烧器放置不当而对管道造成的火焰冲刷,以及产品泄漏引发火灾,对设备造成严重伤害,甚至引发爆炸事故!工业领域的爆炸事故损失往往是惨重的为了减少事故频发保障企业和员工的人身财产安全今天小菲为大家介绍一款应用于工业炉窑、化学加热器和燃煤锅炉的高温检测专业设备——FLIR GF309FLIR GF309是专门针对高温工业加热炉、窑炉、电炉等应用而设计,它可在安全距离外对所有炉窑进行检测,大大提高操作人员的安全,通过对炉窑状况的了解,避免故障和计划外的停炉。穿透火焰,直观检测加热炉FLIR GF309加热炉在运行过程中,常常因为燃烧状况不好,使得炉管受热不均,局部出现超温情况,长时间运行在超温状态,将会导致炉管结焦、材质裂化、鼓胀变形甚至爆管。如何准确掌握炉管温度场变化情况,一直是操作人员关注的问题。传统方法是在炉膛和炉管的不同部位安装热电偶,通过热电偶的指示值加以调节炉窑的运行参数,但热电偶在高温炉膛环境中极易损坏或飘移,而且只能反映局部温度情况。因此,红外检测技术是一种较好的炉膛内的温度场监测手段。在对加热炉的监测中,常常发现结焦情况,用红外的方法检测结焦既直观又方便。加热炉检测理想工具——GF309FLIR GF309FLIR GF309红外热像仪配备锑化铟(InSb)探测器,因此它可生成分辨率为320×240像素的热图像,并且探测器和滤波片都使用小型斯特林循环冷却器冷却至接近低温,可提高定量灵敏度。其设计可耐受300°C以上高温,测量温度可达1500°C,可对容易被火焰、燃烧气体和灰尘遮蔽的内炉膛和锅炉组件进行外观检查。FLIR GF309红外热像仪还配备火焰过滤器(光谱波段滤光片),把光谱敏感度限定为3.8μm-4.05μm,除了这部分光谱以外,其它的波段均被过滤,因此其可以穿透温度极高的火焰,进行温度测量。这使得配备火焰过滤器的FLIR GF309红外热像仪成为加热炉检测的理想工具。一机多用,定制实现更多功能FLIR GF309FLIR GF309是双用途红外热像仪,不但可用于高温工业加热炉应用,还可用于机械和电气组件的热检查。因此它非常适用于监测各种加热炉、加热器和锅炉,尤其适用于化学、石化和公用事业。FLIR GF309红外热像仪可生成实时视频图像,能够以静态图像的形式捕捉单独的视频帧,可保存至任何现成的录像机中,实现便捷存档和记录,还可通过一个高分辨率的取景器和一个4.3英寸、800×480像素的彩色液晶显示屏查看图像。定制的FLIR GF309可穿透火焰,配备一个可拆卸防热罩,可将热量从红外热像仪和热像仪操作员反射回去,从而进一步增强防护功能,配备专属的即热炉扩展镜头,可以提供更佳的视角,观察视角越优,安全性则越高,测温值更精确,扫描更全面。工业炉窑的安全运行是企业最关心的问题FLIR GF309加热炉和电气检测专用热像仪是专为穿透火焰检测而定制它可以安全、快速的对炉窑进行检测提前发现隐藏的安全危机让企业安全开展工作,避免停产停机
  • 【瑞士步琦】近红外光谱法快速检测饲料原料,把控原料品质
    近红外光谱法快速检测饲料原料豆粕作为油脂加工的副产物,是棉籽粕、花生粕、菜籽粕等 12 种动植物油粕饲料产品中产量最大,用途最广的一种。作为一种高蛋白质物质,豆粕是制作牲畜与家禽饲料的主要原料,还可以用于制作糕点食品,健康食品以及化妆品和抗菌素原料。豆粕中粗蛋白质含量高达 30~50%,大约 85% 的豆粕被用于家禽和猪的饲养,豆粕内含的多种氨基酸适合于家禽和猪对营养的需求。实验表明,在不需额外加入动物性蛋白的情况下,仅豆粕中所含有的氨基酸就足以平衡家禽和猪的营养,从而促进牲畜的营养吸收。按照国家标准,豆粕分为三个等级,一级豆粕、二级豆粕和三级豆粕。对于饲料企业而言,不同等级的豆粕不仅价格上存在较大差异,而且作为饲料原料,对于饲料成品的质量有重要影响。对于饲料企业而言,快速准确的分析豆粕的品质,对于企业的生产消耗与盈利具有重要影响。评定豆粕品质需要粗蛋白,粗脂肪,水分灰分等指标进行测定,目前用于这些指标的分析方法主要为传统的理化分析方法,采用这种方法进行测定常常需要破坏样品,耗时长,购买大型化学分析仪器,且需要装配良好的实验室和经过培训的操作人员,有的需要使用危险性化学试剂,一定程度上制约了饲料行业的发展。为了对饲料原料进行品质监控,需要一种快速、费用低和非破坏性的测量方法,一次完成几种不同又有关联的质量指标分析。近红外光谱分析技术满足了以上各种需求,能够在短时间内快速判定样品信息,并能够完成以上有机指标的测定。同时也能做到对样品无损害,了解饲料原料的质量状况,以及精准控制饲料加工的进程,保障饲料的质量和安全,提高饲料企业的经济效益。1测量仪器采用步琦旁线近红外 proximate,拥有 IP66 的防护等级,采用固定光栅设计,无可移动部件,稳定耐用,不仅可以放置在实验室进行检测,也可以放置在潮湿多尘的生产车间,在生产过程中取样检测,只需几秒,便可持续提供精确测量值,确保最大生产效率以及产品的质量。▲ BUCHI Proximate近红外光谱仪2实验方法随机选取豆粕样品并扫描样品,得到样品近红外吸收光谱。▲豆粕近红外光谱图模型建立及模型评价。▲粗蛋白的化学值与预测值的相关关系图▲水分的化学值与预测值的相关关系图▲粗纤维的化学值与预测值的相关关系图豆粕中蛋白质,水分 以及粗纤维的实际测量值和预测值具有较小的相关性,相关系数 R2 都达到 0.8 以上,粗蛋白和水分相关系数分别达到 0.888 和 0.867,粗纤维相关系数 0.844,三个指标的偏差值 SEC 分别为0.23,0.17,0.18。3实验结果从实验结果来看,近红外作为一种快速的测量方法,其定标模型显示较高的精确度,稳定性,并且可以代替化学方法测定豆粕中蛋白质,水分,粗纤维的含量。该方法不仅仅局限于豆粕,对于其它饲料原料以及成品同样可以快速测定。对于饲料企业而言,近红外光谱技术能够从饲料原料,到生产过程,到饲料成品进行质量控制,稳定产品质量,降低劳动成本,提高经济效益。
  • 【盛瀚】混凝土外加剂,想说爱你不容易
    青岛盛瀚色谱混凝土,简称为“砼(TóNG)”,混凝土材料在建筑工程中发挥着重要作用。混凝土外加剂是混凝土的重要组成部分,已经成了现代混凝土必不可缺的主要材料之一,对提升混凝土性能和质量起到了很大的作用,为混凝土工程的质量做出了巨大贡献,可以说是大功臣一个。而建筑工程中经常出现的一种现象就与混凝土添加剂有关——钢筋锈蚀。原因在于:为了有效提升混凝土的强度,人们会在混凝土中加入大量的钢筋,而混凝土中的氯离子(主要来源于外加剂)会与钢筋发生化学反应,造成钢筋锈蚀并释放气体,最终促使混凝土发生膨胀而出现裂纹,影响混凝土的外观与强度。混凝土外加剂,想说爱你还真是不容易。 因此,对混凝土外加剂中的氯离子的检测具有十分重要的意义。GB/T 8077-2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》中提出两种检测氯离子含量的方法:电位滴定法、离子色谱法。因离子色谱法操作较简单,本文主要介绍后者。离子色谱法是液相色谱分析方法的一种,样品溶液经阴离子色谱柱分离,溶液中的阴离子F-、CL-、SO42-、NO3-被分离,同时被电导池检测,从而测定溶液中氯离子峰面积或峰高。离子色谱法优势:? 仲裁法,数据结果更权威? 操作简单:过滤、进样即可? 一针进样,可以同时分离多种离子:氯离子、硫酸根等GB 8076-2008 《混凝土外加剂》中指出,氯离子含量检测不超过生产厂控制值(生产厂应在相应的技术资料中明示产品匀质性指标的控制值)。标准中没有明确界定氯离子含量,具体指标由生产厂商自定。由青岛盛瀚自主研发生产的CIC-D100型离子色谱仪,抑制型电导法测定混凝土外加剂中的氯离子,方法简单,数据准确。实验结果显示:混凝土外加剂共进样217针,阴离子抑制器仍保持运行正常。确定该方法测试对抑制器等耗材无损伤。建议现阶段所使用的部分混凝土减水剂、防水剂、防冻泵送剂等都或多或少含有氯离子,所以为了消除或降低含氯外加剂对混凝土造成的不良影响,建议在使用含氯外加剂后及时向混凝土中掺入适量的阻锈剂。依据化学原理可知,氯离子在氧气、水分充足的环境下与铁的化学反应更加激烈,所以应当避免在露天混凝土中掺入含有氯离子的外加剂,如此方能最为有效地保障混凝土的质量。
  • 四川省食药检验院举办中药材SO2检测技术培训会
    为帮助全省食药检系统检验人员正确理解与掌握《中国药典》2010年版第1增补本关于中药材及饮片二氧化硫检查方法,3月10日,省院举办了“蒸馏-滴定法测定中药材中药饮片中二氧化硫残留量”培训班,各市州所及省院中药室相关人员30余人参加培训。培训班通过理论讲解、现场观摩、实验演示、讨论交流等方式,学员们掌握了“中药材及饮片中二氧化硫残留量检测方法”具体操作,进一步理解了关键技术控制点,对今后更好地开展中药材及饮片的质量监管工作起到了积极的作用。图:四川省各级药检单位人员参观我公司生产的中药材SO2测定仪并认真聆听技术讲解附录:药典专用中药材二氧化硫测定仪名词解释:由济南盛泰电子科技有限公司研发生产的专利产品:中药材SO2残留量测定仪是完全根据《中国药典》2010版第1增补本附录中的“中药材及中药饮品二氧化硫残留量检测方法” 研制生产的。具有远红外加热、蒸馏(药典设计原图冷凝管)、内置冷却水自循环系统、接收、氮吹控制、磁力搅拌、滴定七大功能模块。完全避免了各级药检企业及监测单位自行采购配置的检测装置多种弊端:如除了采购玻璃仪器装置外还需配备磁力搅拌、电热套、具备流速表的氮气装置,设备多而繁琐;使用过程中氮气流速不稳定、加热不均匀、易漏气、易爆沸、易受冷却水源影响,相应带来平行性差、回收率低等直接影响检测结果的现象;工作效率低,只能从事单个样品检测,无法同时处理多个样品,对多批次药材检测同时检验费时费力。
  • 深芬仪器针对注水肉难题推出国标注水肉检测仪专利产品
    CSY-R快速注水肉检测仪深芬仪器针对注水肉难题推出国标注水肉检测仪专利产品CSY-R快速注水肉检测仪可作为市场工商管理部门的一种有效的检测工具,防止不法商贩损害消费者的健康和利益的行为。在注水肉检测领域,测量准确性和测量速度之间的矛盾一直没有解决;针对这一现状深圳市芬析仪器制造有限公司提供一种有烘干法结构的快速注水肉检测仪。CSY- R快速注水肉检测仪是我公司自主研发生产的高新技术产品,获得国家发明专利号:ZL201310178317.X 国家实用新型专利号ZL201320262557.3;符合国标《GB 18394-2001 畜禽肉水分限量》检测标准。CSY- R快速注水肉检测仪简化了肉类水分检测的操作步骤,排除人为、环境和湿度的影响,缩短检测时间周期,整个操作时间不超过10分钟,是一种新型的快速检测注水肉的仪器。目前中国关于注水肉的检测大部分采用电导法和传统烘烤法两种方式。所谓电导法,其原理是采用正负电极针插入肉内,利用肉类中本身含有的结构水中的电导率,与注入水中的电导率不同来进行测量,这决定如果注入的是盐水、矾水或者污水时,水分中的电导变化不大,导致结果误差很大。而若是采取传统烘烤法,工序繁琐,操作周期长,准确度不够稳定,这也是注水肉安全事故频发的重要原因。CSY-R快速注水肉检测仪解决了注水肉检测领域关于测量准确性和测量速度之间的矛盾。采用电磁力传感器确保称重准确,环形卤素灯可以在高温下将样品均匀地快速干燥,样品表面不易受损,其检测结果与国标烘箱法具有良好的一致性,具有可替代性,且检测效率远远高于烘箱法。另外,CSY-R注水肉检测仪体积小,重量轻,不需要对送检物品进行预处理,使全部检测时间缩短为不到10分钟。这场快速检测功能使其成为市场工商管理部门的一种有效的检测工具。快速注水肉检测仪产品优点:(1) 体积小,重量轻,结构简单(2) 精度高,电磁力称重传感器确保称重精度准确度(3) 不受环境,湿度影响,无需辅助设备(4) 操作简单,无需安装调试培训(5) 效率高、速度快,整体操作不超过10分钟(6) 多种分析方式,全自动、定时、半自动满足各种分析方式(7) 注水肉检测仪标配RS232通讯接口-方便连接打印机、电脑和其他外围设备、符合FDA/HACCP格式要求(8) 注水肉检测仪红外加热方式可直接从物质内部加热,大大缩短了烘干时间,而且还具有加热均匀、清洁、效率高、节约能源。(9) 注水肉检测仪专利产品、技术保障(国家发明专利号:ZL201320262557.3)注水肉检测仪可作为市场工商管理部门的一种有效的检测工具,防止不法商贩损害消费者的健康和利益的行为。技术参数:1、水分测定范围:0.01-100%2、水分含量可读性:0.01%3、称重范围:0-30g4、传感器精度:0.001g5、称重传感器:电磁力平衡传感器确保称重准确6、加热温度范围:起始-205℃7、加热源:红外线卤素环形灯8、显示参数:%水分,时间,温度,重量
  • 【格哈特应用方案】赛默得通氮蒸馏仪—聚焦中草药二氧化硫/粮食磷化物/土壤硫化物等检测,为您提供通氮蒸馏应用方案!
    一、仪器简介基于享誉全球的TURBOTHERM 特博森红外快速加热系统,德国格哈特专门开发了先进的通氮快速蒸馏系统,专业用于样品中二氧化硫、硫化物、氰化物、高氯废水COD、氟化物、磷化物、甲醛、挥发酚、挥发性脂肪酸、二硫代氨基甲酸酯等的检测分析。先进红外加热技术,加热和冷却时间短,蒸馏效率明显提高。整体化设计,结构紧凑,带专业滴漏盘的专用支架放置冷凝管和高效吸收冷阱,操作安全便利,节省空间。独立冷凝系统,确保冷凝效果。可调气体流量计,4个蒸馏管流量可独立精准控制。二、特点1.自动程序控制①自动控制蒸馏时间和加热功率;②先进的程序控温,确保温度稳定,高重现性;③可设定和储存9个程序,每个程序可设定多达9步的加热条件/时间。工作过程可随时手动调整,应用灵活方便;④工作状态液晶清晰显示,随时提示程序步骤。2.仪器组成由红外快速加热系统基本单元、玻璃冷凝管、高效吸收阱、玻璃滴液漏斗、蒸馏管、气体流量计、带滴漏盘的专业支架,磁力搅拌器(可选)等。3.多功能性①批处理4个样品,蒸馏条件一致,稳定可靠;②两种蒸馏管和吸收冷阱可选,满足不同样品不同应用的需求;③磁力搅拌功能可选,提供更灵活应用;④可拓展为凯氏消化系统,可配套各种规格试管。⑤也可扩展作为流动注射的消化系统或湿灰化系统。4.高效吸收冷肼专业设计,无损收集蒸馏产物,极高的回收率,安全环保。三、应用资料基于Gerhardt一百多年专业知识的应用数据库,结合国内相关标准,我们可提供药典中二氧化硫残留量的测定、土壤和沉积物硫化物的测定、粮食磷化物残留量测定等通氮蒸馏应用方案。德国Gerhardt为实验室用户提供最全面的蒸馏解决方案,特点鲜明的“蒸馏家族成员”VAPODEST(维普得)水蒸汽蒸馏仪、THERMODEST(赛默得)通氮蒸馏仪、KJELDEST(凯尔得)直接蒸馏仪,总能满足您各种蒸馏应用需求。更多蒸馏应用方案,欢迎您致电咨询了解!
  • 祝贺上海沛欧红外石英消化炉SKD-08S2入围国产好仪器
    国产仪器腾飞行动”将通过企业自愿免费申报,活动主办方将组织专业编辑及行业资深专家深入调研,实地走访考察用户单位和国产厂商,让广大用户对国产科学仪器进行网上讨论、评议,以“用户说好才是真的好”为宗旨,从科学仪器的可靠性、稳定性、售后服务等方面筛选出具有代表性,经过用户的使用检验,好用、够用,并可对进口仪器形成一定竞争优势的“国产好仪器”。上海沛欧消化炉SKD-08S2的入围,显示了产品实力的重要性,也体现了广大用户超群的眼光,您的选择是对上海沛欧最好的支持!! 红外石英程序升温8孔消化炉特点1、加热体(模块)采用红外石英管,耐强酸强碱、防爆裂,寿命长,2、炉孔温度连续可调,升温速度快3、消化管受热面积大、温差小,样品消化一致性好,有利于样品的消煮4、仪器具有过流保护和漏电保护5、采用双开关,电源和加热单独控制,便于安全参数设置6、仪器有不锈钢排污罩,使消化管内逸出的SO2等有害气体,通过排污管经抽吸泵从水中排入下水道,有效地抑制有害气 体的外逸*杜绝挂壁*一、概述: 红外石英程序升温8孔消化炉SKD-08S2可用于农业、林业、环保、地质、化工、食品等部门以及高等院校、科研部门对植株、种子、饲料、食品、土壤、矿石等消化二、技术指标: 红外石英程序升温8孔消化炉型号 SKD-08S2控制方式 数控 (定时+64阶程序升温) 加热方式 红外石英辐射加热 炉孔数量 8孔 控温范围 室温-680℃ 升温速度 0分钟(室温到400℃) 温度波动 1%(超调后2度) 电 压 AC220V 功率 1600W 消化炉在蛋白质检测中起到了很重要的作用,选择一台合适的消化炉是准确检测的前提。消化炉指标要注意几点:1 温度要恒定,波动要小,每个样品可以有一致的消化时间,2 每一个样品孔温度要一致,以免样品消化时间相差太大。3 能有效的控制温度变化的过程,以免消化时的样品挂壁。4 效地保温措施,以提高炉腔内温度的恒定性所以消化炉的考察需要注意 :* 有效地温度控制,使得消化能按需要控制温度,如果有程序升温控制就能有效达到所需。* 很好的保温措施,如果保温材料势单力薄,必造成温度不稳定。仪器较厚的保温层是温度稳定的需要。故保温材料的厚度和材质是一个重要的指标、* 加热体和热载体的选择,可以根据用户的需要选择不同的热载体。下面我们来讨论加热体和热载体的选择。现在加热主要有三种方式比较好的。# 红外加热,靠热辐射来加热样品,特点是:升温快,热惯性小,温控准确。一般应用于有高要求样品的消化。例如:有较快的升温和降温速度。程序升温可以使用户更具自己样品的特点来选择升温曲线,或选择分段式的升温,更有利益样品的消化,从而杜绝样品的挂壁现象、进而使得样品消化效率的大大提高# 铝锭加热,靠铝锭传导热给样品,特点:升温较慢,热惯性较大,温度较稳定,还由于铝锭的良好的热传导性,每个样品孔间的温度一致性好。广泛应用于消化炉的热载体,但也要注意:一片薄薄的铝锭也不能保持温度的恒定,所以选择铝锭消化炉,铝锭厚度也是一个考察指标。# 石墨加热,靠石墨传导给样品热量,特点:热惯性大升温较慢,由于石墨热传导性较差(相比较铝锭),使得样品孔间温度不均匀,容易造成样品间消化时间拉大。但是由于石墨成本较低,石墨消化炉成本便宜,对部分低端用户有一定的吸引力。(并不可取) 其余要注意消化炉的保护功能:温度稳定均一保护,过流和短路保护。
  • 【综述】红外热成像无损检测技术原理及其应用
    常规的无损检测技术如射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测等,这些方法在实践应用中都有各自的缺点及局限性。红外热成像无损检测技术是近年来应用逐渐广泛的一种新兴检测技术,广泛应用于航空航天、机械、医疗、石化等领域。与其他的无损检测技术相比,红外热成像技术的特点有:1. 测量速度快,因为红外探测器通过物体表面发射的红外辐射能来测得物体表面的温度,所以响应极快,能测得迅速变化的温度场;2. 非接触性,拍摄红外图片时,红外摄像仪与被测物体是保持一定距离的,对被测温度场没有干扰,操作安全、方便;3. 测量结果直观形象,热像图以彩色或黑白的图像形式对结果进行输出,从图上可以方便地读取各点的温度值,并且热像图中还包含有丰富的与被测物体有关的其它信息;4. 测温范围广,由于是采用辐射测温,与玻璃测温计和热电偶测温计相比,测温范围大大扩展,理论上可从绝对零度到无穷大;5. 测量精度高;6. 易于实现自动化和实时观测。红外热成像无损检测原理红外线是一种电磁波,为0.78~1000 μm,可分为近红外、中红外和远红外。任何物体只要不是绝对零度,都会因为分子的旋转和振动而发出辐射能量。红外辐射是其中一种,如果把物体看成是黑体,吸收所有的入射能量,则根据斯蒂芬-玻尔兹曼定律,在全波长范围内积分可得到黑体的总辐射度为:式中:为黑体的光谱辐射度;c1、c2为辐射常数,c1=3.7418×108 Wm-2μm4,c2=1.4388×104 μmK;σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数,为5.67×10-8 Wm-2K-4。实际大部分人工或天然材料都是灰体,与黑体不同,灰体材料的发射率ε≠1,灰体表面能反射一部分入射的长波(λ>3 μm)辐射,因此灰体表面的辐射由自身发射的和环境反射的两部分组成,用红外探测器可直接测量灰体发射和反射的总和Map,但无法确定各自的份额。通常假设物体表面为黑体,将Map称为表观辐射度,为便于理解,一般将其转换为人们较熟悉的温度单位,称为表观温度Tap,即:上述表观温度Tap即为红外探测器测量所得温度,在无损检测中测量距离一般较近,可以忽略大气的影响,故被测物体的表面发射率ε的取值是否准确是影响测量精度的关键因素。检测方式1. 主动式检测为了使被测物体失去热平衡,在红外热成像无损检测时为被测物体注入热量。被测物体内部温度不必达到稳定状态,内部温度不均匀时即可进行红外检测的方法即为主动式红外检测。该种检测方式是人为给试样加载热源的同时或延迟一段时间后测量表面的温度场的分布。从而确定金属、非金属、复合材料内部是否存在孔洞、裂缝等缺陷。2. 被动式检测被动式红外热成像无损检测利用周围环境的温度与物体温度差,在物体与环境进行热交换时,通过对物体表面发出的红外辐射进行检测缺陷的一种方式。这种检测方法不需要加载热源,一般应用于定性化的检测。被测物本身的温度变化就能显示内部的缺陷。它经常被应用于在线检测电子元器件和科研器件及运行中设备的质量控制。红外热成像技术在无损检测中的应用1. 材料热物性参数检测与其它的测温技术相比,红外热像仪能迅速、准确地测量大面积的温 值,且测温范围宽。因此,当需要准确测量较大范围的温度边界条件时,红外热像仪具有其它测温仪器不可比拟的优越性。哈尔滨工业大学的研究人员针对焊接温度场中材料的传热系数随温度升高而变化的情况进行了研究,证明了焊接过程热传导系数反演算法的可行性,结合红外热像法与热电偶测量了LY2铝合金固定TIG点焊过程的焊接温度场,通过计算分别获得了加热和冷却过程的热传导系数随温度变化的曲线。热传导反问题的研究,具有广泛的工程应用前景,近年来在热物性参数的识别、边界形状的识别、边界条件的识别、热源的识别等多方面已经取得了很多研究成果。在进行传热反问题研究时,采用红外热像技术测量研究对象的温度图,可以方便快捷地解决温度边界的测量问题,该方法在热传导反问题的研究中已被广泛采用。2. 结构内部损伤及材料强度的检测目前利用红外热像技术进行的结构损伤研究有混凝土内部损伤检测、混凝土火灾损伤研究、焊缝疲劳裂纹检测、碳纤维增强混凝土内部裂纹检测等,由于损伤部位的导热系数的变化,导致红外热像图中损伤位置温度异常。与常规的探伤方法如X射线、超声波等相比,红外热像技术具有不需要物理接触或耦合剂,操作简单方便、无放射性危害等优点。同济大学的研究人员采用红外热像技术对混凝土火灾损伤进行了实验研究,得出了火灾损伤混凝土红外热像的平均温升随时间的变化曲线,及混凝土红外热像的平均温升与其受火温度与强度损失之间的回归方程。将红外热像技术应用于火灾混凝土检测,在国际上尚属首创,突破了传统的检测模式,为进行混凝土的火灾损伤评价开创了一条新途径。但将该方法运用于实际工程检测中,尚有许多问题需要解决,如混凝土强度等级、碳化深度、级配、火灾类型等对检测结果的可靠性的影响,以及检测时的加热措施等。近年在光热红外技术的基础上发展的超声红外技术发挥了红外技术和超声技术的优点,该方法以超声脉冲作为激发源,当超声脉冲在试件中传播遇到裂纹等缺陷时,缺陷引起超声附加衰减而局部升温,从而利用红外热像技术可以检测出这些裂纹缺陷。南京大学的研究人员将红外热像仪与超声波发射器结合起来,用超声波发射器对有疲劳裂纹的铝合金试件进行热量输入,拍摄红外热图像,与计算机模拟计算结果进行比较,试验表明超声红外热像技术对裂纹缺陷、不均匀结构及残余应力非常敏感。3. 在建筑节能中检测的应用在建筑物节能检测方面,瑞典早在1966年就开始采用红外热像技术检测建筑物节能保温,美国、德国等许多国家的研究人员也都进行过这方面的研究工作。在我国随着对建筑节能要求的提高,建筑物的节能检测势在必行。目前我国对建筑围护结构传热系数的检测多采用建筑热工法现场测量,红外热像技术只作为辅助手段,通过检测围护结构的传热缺陷,综合评价建筑物的保温性能。目前我国红外热像技术在节能检测领域的研究尚属于起步阶段,还没有确定的指标对建筑物的红外热像图进行节能定量评价,由于建筑物立面形式和饰面材料的多样性,编制专用的图像分析与处理软件和建立墙体内外饰面材料的发射率基础数据库成为该项研究中一个重要环节。4. 在建筑物渗漏检测中的应用建筑物的渗漏有由供水管道引起的渗漏和屋顶或外墙开裂引起的雨水渗漏等,由于渗漏部位的含水率和正常部位不一样,造成在进行热传导的过程中二者温度有差异,因而可以用红外热像仪拍摄湿度异常部位墙面的红外热图像,与现场直接观察结果进行对比分析,可以找出渗漏源的位置。结语红外热像技术在无损检测中的应用前景非常广泛,相应的研究工作也取得了初步的研究成果,并逐步地从定性研究走向定量研究,但总体来说在目前尚属起步阶段,能应用于实际工程中的研究成果不多,且多属一些定性的结论,缺乏相应的操作规范。因此,应加强定量研究工作,提高对红外热像图的处理能力。
  • CBIFS:食品安全快速检测技术主题论坛举行
    仪器信息网讯 2012年3月27-28日,由北京食品学会及北京食品协会联合主办,太平洋国际展览有限公司承办的“第五届中国北京国际食品安全高峰论坛(CBIFS)”在中国国家会议中心召开 。本次高峰论坛旨在为食品行业及食品安全检测部门提供更加广泛的学习和交流机会,针对当前重要的食品安全热点难点问题展开深入探讨,发布最新的食品安全前端技术和应用解决方案。论坛吸引了800余名业内人士参加、60余家企业参展,仪器信息网作为合作媒体亦参加了本次会议。  在“第五届中国北京国际食品安全高峰论坛(CBIFS)上”,围绕“食品安全快速检测技术”议题,来自仪器及耗材试剂厂商、科研院所及高等院校等单位的多位嘉宾作了大会报告,现对其作概要报道,内容如下:报告人:北京勤邦生物技术有限公司研发实验室主任 陶光灿博士报告题目:食品安全检测技术研究及应用  陶光灿博士在报告中介绍说,放射免疫技术、酶免疫技术、发光免疫技术是三大经典标记技术,其中的发光免疫技术逐渐成熟,得到越来越广泛的应用。目前该技术主要应用与传染病、肿瘤标志物、激素水平等临床检测。勤邦生物结合本公司试剂研发平台,在国内率先将化学发光免疫(CLIA)技术应用到食品安全检测领域,开发出“高通量自动化食品安全快速检测设备”。陶光灿博士着重介绍了该设备的技术特点:1、全自动机械操作,节约人力资源;2、高效率,检测速度为120样本/小时;3、高精度,检测灵敏度达到0.01ppb;4、多残留检测,单一样本可同时最多检测15项。报告人:赛多利斯科学仪器(北京)有限公司产品经理 王兵报告题目:食品中水分快速检测及微生物安全应用规范  王兵先生在报告中介绍,与经典的烘箱法相比较,红外水分测定法和微波水分测定法更适用于食品中水分的快速检测并得到越来越多的应用。赛多利斯公司开发的MA系列红外水分测定仪,集红外加热和天平称量一体,具有升温速度快、平稳等特点,尤其适合温度敏感型的食品水分测定,测定速度只需要5-20分钟,测定精度可达50ppm。LMA100PM微波干燥水分测定仪具有更快的测量速度,比红外水分仪快10倍,比烘箱法快300倍,精度达到50ppm。  赛多利斯也是微生物安全应用方案的提供者,开发的微生物限度检测用膜过滤系统、空气发油菌采集仪、全新的电子天平、实验室纯水系统等均得到广泛应用。报告人:欧普图斯(苏州)光学纳米科技有限公司总经理 刘春伟报告题目:表面增强拉曼技术在食品检测中的应用  刘春伟先生的报告主要分为表面增强拉曼光谱技术、产品操作介绍、在食品安全检测中的应用等几个部分。刘先生提到,表面增强拉曼检测技术适用食品中非法添加剂、掺假伪劣食品、农药兽药残留等方面的快速检测,并有相应的标准操作方法和流程。报告详细介绍了,表面增强拉曼技术在掺假伪劣食用油中的应用。并针对地沟油做了大量的检测数据分析,初步得出了地沟油的检测方法和标准。刘春伟先生提到,表面增强拉曼技术参加了卫生部开展的地沟油盲样测试专项,卫生部正在对第五轮测试进行评估。报告人:中南大学中药和食品现代化研究中心 张泰铭教授报告题目:非线性化学指纹图谱在酱油真伪鉴别和质量评价中的应用  张泰铭教授的报告涉及以下内容:非线性学指纹图谱概念,非线性化学指纹图谱的原理、特点、相似度及其在食品安全检测中的应用。以酱油检测为例,对不同品牌建立非线性化学指纹图谱数据库,然后对去掉品牌的检测样进行指纹图谱扫描,再与数据库相对应,就可进行样品真伪和质量的鉴别。他指出:非线性化学指纹图谱技术是一种具有极好应用前景的方法,其将使食品安全中各种“神仙难辨”的样本鉴别现状成为历史 非线性化学分析仪器的问世和批量化生产将为该方法的广泛应用在技术上铺平道路。报告人:中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所 金茂俊博士报告题目:磁性纳米材料在农产品质量安全检测中的应用研究  金茂俊博士的报告主要分两个部分:磁性纳米材料相关研究背景和磁性纳米材料在农产品安全检测中的应用。磁性纳米材料在检测应用上主要有:1、磁性印记技术,应用在高效前处理;2、磁酶免疫技术,应用在快速检测上;3、磁流体技术,应用在新材料新设备。磁性分子印迹合成路线具体步骤为磁性纳米粒子合成、磁性纳米粒子表面修饰、磁性纳米粒子表面合成分子印迹。金茂俊博士提到,将磁酶免疫ELISA和常规ELISA做对比,磁酶免疫ELISA具有快速富集、增强抗体有效浓度等优点。 此外,在“食品检测的创新技术与产品”的主题论坛上,中国食品工业投资担保有限公司首席科学家谷宇教授对一种新型快速检测技术研制和应用做了报告:报告人:中国食品工业投资担保有限公司首席科学家 谷宇教授报告题目:针对食品安全中危害物质的新型快速检测设备研制与应用  谷宇教授在报告中介绍的是采用生物压电原理开发的新型快速检测设备,主要应用在食品初筛定性检测,具有检测速度快,准确度高等优点。在设备介绍主要讲了三点:1、石英谐振传感器;2、后续电路、系统有效集成技术;3、便携快速检测设备。在石英谐振传感器的开发上,谷教授对膜的选择、镀膜技术和镀膜工具做了详细的讲解。报告还介绍了此种设备在农药残留、兽药残留、三聚氰胺、毒品等质量检测方面的应用情况。
  • 参与土壤检测知识问答,赢取价值 60 元的 《土壤样品分析测试方法实操手册》!
    土壤检测Questions&知识问答Answers参与土壤检测知识问答,赢取价值 60 元的 《土壤样品分析测试方法实操手册》!随着越来越多的省市开始试点,第三次全国土壤普查已逐渐在全国范围内铺开。本次土壤普查,以完善与校核补充土壤类型为基础,以土壤理化性状普查为重点,更新和完善全国土壤基础数据,构建土壤数据库和样品库,开展数据整理审核、分析和成果汇总。查清不同生态条件、不同利用类型土壤质量及其障碍退化状况,摸清特色农产品产地土壤特征、后备耕地资源土壤质量、典型区域土壤环境和生物多样性等,全面查清农用地土壤质量家底。为助力本次土壤普查,步琦提供了针对性的解决方案,并得到了部分客户的积极响应。为进一步更好地帮助客户答疑解惑,助力普查土壤工作;步琦将提出一些土壤检测相关的知识问答,参与知识问答将有机会赢取近期出版的价值 60 元的《土壤样品分析测试方法实操手册》一本。本书围绕全国重点行业企业用地土壤样品检测技术需求,在现行国家或其他检测标准的基础上,经过归纳与实际操作建立了一套土壤样品中 135 种污染物分析测试方法和土壤样品中污染物快速筛查与识别方法,具有很强的实用性和适用性,并已应用于重点行业企业用地土壤污染状况调查样品测试项目中,推广性极强,可为高等院校教学、环境检测、科研机构提供技术参考。在参与本次知识问答之前,让我们先来回顾一下步琦为本次土壤普查提供的解决方案,也许会对您的正确回答有所帮助哦!在国家还公布的部分第三次全国土壤普查理化性状检测的主要仪器设备中,在全自动定氮仪和可控温电热消解仪领域,步琦可以提供行业内领先的优秀产品助力普查工作。相关仪器01步琦凯氏定氮仪 K-365最大限度地提高准确度和性能得益于自动蒸馏仪 AutoDist 功能和 OnLevel 传感器凯氏定氮产品系列可实现凯氏定氮的最高准确度。以下几种特征有助于实现最高性能:自动识别蒸馏起点以获得完美的重现性自动识别蒸馏终点以获得最高准确度使用连接的滴定仪进行自动滴定,最大限度地减少用户影响节省资源和时间利用反应监测传感器等功能 节省资源和时间是进行有效凯氏定氮的关键。因此, BUCHI 开发了许多技术来提高流程效率:优化的碱化步骤可节省高达 30% 的试剂智能冷却水控制,降低用水量无需预热,从而提高时间效率自动蒸馏和滴定技术可实现无人值守操作体验最高的便利性和安全性采用创新的传感器技术完美的可用性和模块化可升级性是整个凯氏定氮产品系列的关键特征。主要特点包括:创新的传感器技术最大限度地减少了用户接触化学品直观的触摸屏,过程处理非常简单可按需升级,以最便利的方式自动执行分析02步琦快速红外消解仪 K-439控温能力强步琦 K-439 可实现手动控温和编程自动控温,精准、方便、快速地控制消解温度和时间。高速和高产量红外加热器快速将热量传输给样品和更快的冷却过程,可节约时间。消解时间短,增加样品输出量。连续添加过氧化氢可加速消解步骤。灵活快速红外消解仪 K-425 / K-436 一体二用,结合凯氏消解和回流消解。可灵活使用所有 BUCHI 样品管 (100 mL, 300 mL, 500 mL),样品管符合 COD 和其他回流消解(例如:王水)的 ISO 6060 标准。可选特定的抽吸模块进行水性样品消解。安全全密封的抽吸模块可高效转移有害烟雾,提升安全性。结合尾气吸收仪 K-415 可高效中和气体,带来安全的操作性并可延长通风橱的使用寿命。便捷便于方便且安全地储存吸入模块的滴水盘。节省工作台空间,并将机架放置在冷却位置。回顾了步琦高颜值高效率的土壤检测设备之后,让我们开始进行土壤检测知识问答,赢取价值 60 元的《土壤样品分析测试方法实操手册》吧!活动规则活动期间,每人都将获得 1次 问答机会,问答结束后,您可查看正确答案,我们将在 9 月 30 日 截止活动,获得 前 20 名 的用户即可获奖,机不可失,失不再来,快来扫码参与吧!“ 长按以上二维码即刻参与
  • 视频:桑翌推出市场上唯一一款红外控温搅拌器SLR
    仪器信息网讯 2013年10月23日,&ldquo 第十五届北京分析测试学术报告会及展览会(BCEIA 2013))&rdquo 在北京展览馆隆重举行。北京桑翌实验仪器研究所携带其2013年最新推出的WIGGENS品牌SLR红外线加热磁力搅拌器亮相BCEIA 2013。仪器信息网就该新品的技术特点、用户定位特别视频采访了桑翌公司国际市场负责人Christopher Both。   关于WIGGENS品牌  Wiggens品牌创立于2006年,源自德国,致力于提供一流的实验室通用设备,现在品牌属于桑翌。桑翌实验仪器研究所创立之初,主要作为其他品牌的经销商,很快成为中国市场上最大的经销商之一。但是,在发展过程中,我们意识到:需要有竞争力的自有品牌来支持、加强公司的持续发展,取得长久的竞争优势。所以我们Wiggens品牌的核心,就是依托先进技术、强大的功能设计和简洁大方的外观设计,向客户提供最高品质的产品,并提供一流的技术服务。我们坚持不断尝试、创新,提供新产品来满足客户的需求,比如这款产品SLR。  为什么推出SLR红外线加热磁力搅拌器?  在回答这个问题之前,请先允许我简单介绍一下这款产品,这款产品的名称为SLR,是一款结合了红外加热技术的搅拌装置,搅拌速度为50~1600rpm,可以瞬时加热到550℃。  现在来回答您的问题,正如您所看到的,SLR不仅是一款普通的带加热功能的搅拌器。对于一般的搅拌加热应用,可以选择其他更适合和经济的搅拌器,SLR则是专为对加热有高需求的客户而设计,因为有的实验需要在高温条件下进行搅拌,或者需要将样品在很短时间加热到550℃,这个是一般的加热搅拌器所不能达到的。比如我们加热1L到沸腾,只需要10分钟左右。  您可以看到,SLR的最高加热温度远远高于市面上一般的加热搅拌器,而且它的加热速度更快,精度更高,同时可以瞬时加热或切断。  请介绍一下SLR红外线加热磁力搅拌器的技术特点?  SLR最重要的特点在于它内部的红外控温技术。该技术使SLR能达到很快达到550℃的高温,同时达到目标温度后,稳定性更高。SLR的另外一个重要特点就是它的玻璃陶瓷面板,这种材料抗热冲击能力极强,这让加热面板的表面开裂或磨损等问题都成为过去。  SLR红外线加热磁力搅拌器推出后获得了怎样的市场反应?  目前国内外客户对SLR的反响都非常好,红外控温技术受到客户的广泛关注和高度评价,同时由于它是市场上唯一一款使用红外控温技术的产品,需求量很高。所以,就销售额而言,我们必须感谢SLR。
  • 郑州烟草研究院红外线灯管加热系统调试成功
    我司代理日本ULVAC理工株式会社红外灯管加热系统首次运用于我国烟草行业,该设备于2010年11月19日在郑州烟草研究院安装调试成功!此照为郑州烟草研究院研究员与ULVAC理工株式会社工程师及我司工程师合影!
  • 多组分检测:让煤气分析再简单一点
    煤的气化是我国煤化工工业的重要组成部分,特别是在石油资源日益紧张的条件下显得更加重要。煤气成分的检测分析是气化炉优化控制的前提,也是煤化工行业其他工序的重要参数。此外,高炉、转炉,焦炉以及玻璃,陶瓷等工业领域也经常需要进行煤气成分的检测。本文将详细介绍一种采用新型的电调制多组分红外气体分析方法,配合最新发展的MEMS 技术热导 TCD 气体传感器以及长寿命电化学 O2、H2S传感器开发的集成化多组分煤气分析仪Gasboard-3100的技术应用。希望对你从事煤气成分检测有所裨益。1红外线多组分气体分析上图为 ndir 红外气体分析原理图:以 CO2分析为例,红外光源发射出1-20um的红外光,通过一定长度的气室吸收后,经过一个4.26μm 波长的窄带滤光片后,由红外传感器监测透过4.26um 波长红外光的强度,以此表示 CO2气体的浓度,如果在探测器端放置一种具备四元的探测器,并配备四种不同波长的滤光片,如CO2、CO、CH4以及参考的滤光片,就可在一台仪器内完成对煤气成分中 CO2、CO、CH4的同时测量。煤气分析仪Gasboard-3100红外测量部分技术在一体化的四元探测器上安装有四个不同的滤光片(CO2、CO、CH4、参考),可实现对三种气体的同时测量(如下图)。 滤光片一体化四元红外探测器2MEMS 技术热导 tcd分析目前国内H2分析大都采用双铂丝热敏元件制成的热导元件,体积大精度低,传感器的死区(dead space)大。煤气分析仪Gasboard-3100采用了国际最新发展的基于MEMS技术的TCD气体传感器,只需要加上合适的电压就可以输出一个与浓度对应的毫伏级信号。3电化学氧气、硫化氢分析在煤气成分分析中,O2是一个安全参数,有些时候H2S 也是一个重要参数。煤气分析仪Gasboard-3100采用了一种长寿命(6年)的电化学 O2传感器和H2S 传感器,该传感器实际上是一种微型电流发生器,配合高精度的前置放大电路,直接输出与浓度对应的电压进入仪器测控系统。4多组分煤气分析仪特点煤气分析仪Gasboard-3100包括用于CO、CO2、CH4的 NDIR 红外气体探测器,测量 H2的TCD热到探测器,O2、H2S 探测器;ADUC842测控系统及软件; ICD、键盘、打印机、气泵、以及报警等外部装置。电调制红外光源传统的红外气体分析仪采用连续红外热辐射型光源,如镍锘丝、硅碳棒等红外加热元件,其发出红外光的波长在2~15μm之间,由于其热容量大,通常采用切光片对光源进行调制。因此需要一个同步电机带动切光片旋转,其缺点在于存在机械转动。抗振性差,攻耗大,不适合于便携设备。其次为保证调制的频率,还需要严格同步的电机以及驱动电路,使得系统复杂化,成本也大大增加。煤气分析仪Gasboard-3100采用了国际上最新研制的一种类金刚石镀膜红外光源。该光源采用导电不定型碳(CAC)多层镀膜技术,热容量很低,因此升降温速度很快,其调制频率最高可以达到200HZ,新型电调制光源的使用,使得红外气体分析技术在仪器体积、成本、性能等方面都有实质性的提高。气体干扰校正从原理上讲,CO,CO2,CH4之间由于采用了特征波长,彼此测量间没有相互干扰,但是由于受当前滤光片生产工艺的限制,滤光片具有一定的带宽,CO 与CO2,以及 CO2与参考通道之间具有一定的干扰,因此成分之间具有一定的干扰,如果不加以校准,测量的误差将达到10% 以上,很难达到工业应用的要求,如按照单一标准气体 CO2标定后,如果通入不含CO2的70%的 CO进入仪器,CO2读数将达到7%左右。为了消除红外分析气体之间的相互干扰,煤气分析仪Gasboard-3100设置了10点标定程序,采用计算机算法得到了气体干扰校正方法,通过该方法的使用,可使CO、CO2、CH4的精度达到2%以上。研究表明,采用以往单一组分红外气体分析仪组成的煤气分析系统,如果直接采用测量读数,将可能得到不准确的测量结果。同时,煤气成分中的CO、CH4、N2、O2对 H2的测量准确性影响不大,主要是CO2的影响。通过大量实践证明,CO2对H2的影响是线性的,每1%含量的CO2将降低 H2含量为0.08%, 如果没有 CO2数据的校准,当CO2含量达到40%,则H2的误差将超过3%。这也充分说明,要想得到准确的煤气成分分析结果,各组分必须同时测量。测量流量控制虽然红外以及电化学气体分析在一定程度上受测量流量影响较少,但是对于 TCD 热导H2分析来说,气体流量的稳定直接关系到 H2的测量精度。为了保证测量流量的稳定,煤气分析仪Gasboard-3100采用了微型的柱塞气泵,将测量气体压缩到0.2mPa, 通过气体稳压和稳流阀后进入气体分析仪,这样可以将整个气体的测量流量维持在1L/min。流量的稳定在一定程度上,也提高了红外以及电化学气体测量的精度和稳定性。通过以上技术的采用,多组分煤气分析仪可以实现以下组分和精度的测量(表1),并已经应用在包括高炉、转炉、煤气发生炉等工业现场,取得了良好的成绩。表1:多组分煤气分析仪技术参数结论(1)通过采用新型电调制红外光源,省却了以往红外气体分析仪器复杂和昂贵的电机调制系统,大大降低了系统成本和功耗。实现了CO、CO2、CH4的同时测量。(2)通过采用MEMS 技术的 TCD 热导,以及长寿命的 O2、H2S 电化学气体传感器与红外气体测量的组分,实现了煤气多组分的同时在线测量。(3)红外测量组分间由于受滤光片带宽的限制,存在一定的相互干扰,通过计算机校正算法可以将组分的测量精度提高到2%以上,这也说明,以往单一组分的红外气体分析仪直接用于煤气分析,很可能造成测量数据不准确。(4)TCD 热导 H2分析必须进行 CO2气体的校准,否则将可能造成超过3%的误差。因此如果仅仅采用单一H2分析仪而没有其他气体气体的校准,以往组合式的煤气成分监测系统很可能得不到准确的测量数据。
  • 【综述】红外热成像技术在FRP复合材料无损检测应用中的研究现状与进展
    引言红外热成像是具有非接触、检测面积大、检测结果直观等突出优势的新兴无损检测技术,近年来被广泛应用于金属、非金属、纤维增强复合材料以及热障涂层等的无损检测与评价。碳纤维增强复合材料(CFRP)与玻璃纤维增强复合材料(GFRP)是目前发展最为成熟、已被广泛应用于航空航天、船舶、交通运载和风力发电等领域的结构复合材料。然而,它们的层状以及非均匀微观结构使得它们在生产和使用过程中极易萌生和发展为多种类型的缺陷,如涂层脱粘、界面分层等,极大地降低了复合材料/涂层结构件的使用性能与寿命,严重时甚至酿成灾难性事故。热障涂层作为一种陶瓷层可沉积在基体材料的表面,对基体材料起到隔热保护的作用,目前已被广泛用作航空发动机、聚变反应堆、火箭喷管等高端装备的高温热防护部件。图1 某航空发动机及其涡轮叶片热障涂层结构示意图为控制FRP复合材料/涂层结构的质量,确保高端装备的安全可靠运行和低维护成本,开发先进的无损检测与评价方法或技术对其进行高效、可靠地检测与评价是非常必要的。目前比较有代表性的无损检测与评价技术有射线检测、超声检测、磁粉检测、渗透检测和电磁检测等。但这些方法各有所长,也有其各自的局限性。例如,超声法中耦合剂的使用会致使检测表面受到污染;电磁法虽易于实现自动化检测,但仅适用于非铁磁性材料,且多用于检测近表面缺陷信息。红外热波成像技术由于具有非接触、快速、检测面积大、检测结果直观等优点,非常适合于复合材料/涂层结构的在线检测与缺陷表征,近年来得到人们的重视和广泛关注。01 红外热波成像技术任何高于绝对零度的物体都会向周围环境发出电磁热辐射,根据Stefan-Boltzmann定律,其大小除与材料种类、形貌和内部结构等本身特性有关外,还与波长和环境温度有关,而红外热波成像技术即是利用红外热像仪通过遥测材料表面温度场,从而实现对材料结构特性和物理力学性能的无损检测与评价。根据被测对象是否需要施加外部热激励,该技术可分为主动式与被动式,其中主动式红外热波无损检测技术由于具有更高的热对比度与检测分辨率,近年来受到极大的关注。主动式红外热波检测技术是利用外界热源对待测试件进行热激励,同时利用红外热像仪记录其表面温度场的演化历程,并通过对所获得的热波信号进行特征提取分析,以达到检测材料表面损伤和内部缺陷的目的。根据外激励热源的不同,该技术又可被分为光激励红外热成像、超声红外热成像与电涡流红外热成像等。图2总结了目前主动式红外热波成像检测技术中的主要分类依据及分类结果。图2 主动式红外热成像检测技术的主要分类依据及结果虽然红外热成像无损检测技术种类众多,但由于所检测对象琳琅满目,且结构与物理特性比较复杂,因此在实际应用中需结合检测对象本身特性,选择一种相对合适且高效的主动式红外热波成像无损检测方法,从而达到对待测对象进行高分辨率、高精度、快速可靠检测与评价的目的。光激励红外热成像是主动红外热成像中一种相对高效的无损检测方法,由于其非接触、非破坏、检测时间短、检测面积大、易于实施等突出优点,在热障涂层结构、纤维增强复合材料无损检测与评价中备受关注。在该方法中,当外激励光源入射到待测试件时,基于光热转换效应所产生的热波扩散并与内部界面或缺陷相互作用,同时,利用红外热像仪远程记录待测试件表面的瞬态热响应,即红外热图像序列。然后,借助先进的后处理算法对所获取的热图像序列进行综合分析,从而实现待测试件的无损检测与定量表征。图3为光激励热成像技术原理和目前常用光激励红外热成像检测系统。图3 光热无损检测原理及典型闪光灯激励热成像检测系统此外,根据热激励形式的不同,红外热成像技术又可被分为红外脉冲热成像、红外锁相热成像与红外热波雷达成像,这也是根据红外热成像发展历程、目前最为常用的分类方法之一。红外脉冲热成像技术检测效率高,但其探测深度通常较浅,无法满足对材料深层缺陷高分辨率检测的要求;且其检测结果易受表面加热不均匀、表面反射率及发射率不均等影响,瞬时高能量脉冲也易使材料表面产生热损伤。为克服红外脉冲热成像技术的局限性,红外锁相热成像技术应运而生,但由于该技术在单一调制频率热激励下仅能探测与其热扩散长度相对应深度的内部缺陷,因此对FRP复合材料或热障涂层类结构内不同深度或不同铺层界面的缺陷,需选择不同调制频率对待测试件进行激励,因此,该方法检测时间仍相对较长且易出现漏检。红外热波雷达是一种新兴的无损检测技术,具有红外脉冲热成像与红外锁相热成像技术所无法比拟的突出优势,如高分辨率、高检测效率、大探测深度等,近年来备受关注。表1总结了红外脉冲热成像、红外锁相热成像以及红外热波雷达成像这3种技术的优缺点及适用范围。02 FRP复合材料光激励红外热成像无损检测研究现状2.1 红外脉冲热成像检测技术红外脉冲热成像技术是发展最早且目前应用最为广泛的一种红外热波无损检测技术,该技术是使用高能光源(如激光、卤素灯、闪光灯)对待测试件进行非常短时间(通常几毫秒)的脉冲激励加热,由于内部界面或缺陷的热阻效应会对待测试件表面温度场产生差异,然后,利用红外热像仪同步记录这种温度差异,并借助于先进的后处理算法可实现对待测试件内部界面或缺陷的无损检测与评价。红外脉冲热波检测技术检测速度快,且对厚度较小的试件具有较好的检测结果,但其探测深度非常有限,不适用于检测大厚度构件。此外,该技术还易受表面加热不均、表面发射率不均等影响,瞬时高能量脉冲也易使试件表面产生热损伤。FRP复合材料的强各向异性和显著内部界面效应,极易使得其产生界面分层等类型缺陷,极大影响FRP复合材料结构或装备的使用性能。[英国巴斯大学Almond等]对CFRP复合材料裂纹状缺陷的边缘效应进行了研究,并提出了一种瞬态热成像法测量缺陷尺寸的方法。[加拿大拉瓦尔大学Maldague等]提出了一种将脉冲热成像与调制热成像技术相结合的红外脉冲相位热成像检测技术,该技术基于傅里叶变换可获得能无损表征CFRP复合材料的相位图像,因此克服了脉冲热成像技术对表面加热均匀性的限制。[意大利学者Ludwig等]研究了红外脉冲热成像检测技术中的热损失与三维热扩散对缺陷尺寸测量的影响。[加拿大拉瓦尔大学Maldague等]为了克服脉冲热成像技术的局限性,提出了双脉冲激励热成像检测技术,并表明该技术可进一步增强热对比度。[加拿大学者Meola等]利用脉冲热成像法对GFRP复合材料的低速冲击损伤进行了无损检测。[英国巴斯大学Almond等]又通过解析法研究了脉冲热成像技术的缺陷检测极限与缺陷径深比、激励能量以及缺陷深度都密切相关。[伊朗桂兰大学Azizinasab等]还提出了一种使用局部参考像素矢量来处理脉冲热成像检测结果的瞬态响应相位提取方法,实现了CFRP复合材料缺陷检测和深度预测。此外,为增强FRP复合材料缺陷检测效果,许多集成先进特征提取方法的脉冲热成像检测技术也被提出,例如主成分热成像、矩阵分解热成像、正交多项式分解热成像和低秩稀疏主成分热成像。国内的哈尔滨工业大学、电子科技大学、湖南大学、东南大学、火箭军工程大学、首都师范大学、南京诺威尔光电系统有限公司等科研单位也对FRP复合材料红外脉冲热成像无损检测技术开展了大量研究工作,并取得了丰硕的研究成果。[首都师范大学]研究了GFRP复合材料脉冲热成像检测的热图像序列的分割与三维可视化,并提出了一种基于局部极小值的图像分割算法。[北京航空航天大学]对FRP复合材料次表面缺陷红外脉冲热成像无损检测的检测概率进行了深入研究,并分析了阈值、特征信息提取算法等对检测概率的影响。此外,国内研究学者还提出集成了稀疏主成分分析、矩阵分解基算法、流形学习[30]和快速随机稀疏主成分分析等算法的红外脉冲热成像检测技术。2.2 红外锁相热成像检测技术红外锁相热成像技术是20世纪90年代初发展起来的一种新型数字化无损检测技术,该技术是利用单频正弦调制的热激励源对待测试件进行加热,然后,待测试件内部将也产生一个呈周期性变化的温度场,由于缺陷区与无缺陷区处的表面温度场存在差异,因此采用锁相算法可对表面温度场进行幅值与相位提取,最终实现对材料表面损伤或内部缺陷进行无损检测与评价。红外锁相热成像检测技术的探测范围要大于红外脉冲热成像检测技术,此外,通过降低激励频率大小可增大探测深度。英国华威大学和意大利那不勒斯大学等研究学者较早地将红外锁相热成像技术用于CFRP航空件缺陷检测,并证实了该技术与瞬态热成像与超声C扫描无损检测技术相比,更适于CFRP航空件表面冲击损伤的快速无损检测。[Pickering等]研究了同等激发能量下,红外脉冲热成像和红外锁相热成像对CFRP复合材料分层缺陷的检测能力。[Montanini等]证实了红外锁相热成像技术也可用于厚GFRP复合材料的无损检测,并深入研究了与缺陷几何形状和深度相关的检测极限问题。[Lahiri等]发现随着GFRP复合材料缺陷深度增加,利用红外锁相热成像技术所获得的相位对比度增大,而热对比度却减小。[Oliveira等]提出了一种融合光学锁相热成像和光学方脉冲剪切成像的CFRP复合材料冲击损伤高效表征方法。国内哈尔滨工业大学、浙江大学和东南大学等科研人员也对FRP复合材料红外锁相热成像检测开展了较多有价值的研究工作。[哈尔滨工业大学]对CFRP复合材料分层缺陷的大小和深度以及热物性的无损检测与定量评价,开展了系统的理论与实验研究,并提出了多种先进特征增强算法来提高其内部分层缺陷的可视性。[浙江大学]使用红外锁相热成像无损检测CFRP复合材料分层缺陷,并利用深度学习对测量过程中的传感器噪声、背景干扰等进行有效去除,显著提高了CFRP复合材料次表面缺陷无损检测与定征的精度。[东南大学]针对CFRP复合材料分层缺陷红外锁相热成像无损检测中所存在的热成像数据缺失以及低帧率导致的低分辨率问题,提出了基于低秩张量填充的热成像检测技术,不仅可有效解决红外锁相热成像数据高度缺失问题,还可显著提高常用红外热像仪的帧频率。2.3 红外热波雷达成像检测技术近年来,红外热波雷达成像技术因检测效率高和灵敏度高以及不易对材料产生热损伤而受到越来越多的关注,并开始应用于FRP复合材料的无损检测与评价。红外热波雷达成像技术具有红外脉冲热成像技术与红外锁相热成像技术所无法比拟的优势,但由于被用于FRP复合材料无损检测与评价的时间并不长,尚存在一定的局限性。例如,由于通常采用较低调制频率激励源去探测较深范围的内部缺陷信息,随之而来的是热扩散长度的增大,致使检测分辨率降低;另外,为提高检测信号的信噪比,通常采用增加热流激励强度的方法来解决,但在检测重要目标构件时,为防止对检测对象的热损伤,这种方法并不适合。[加拿大多伦多大学Mandelis教授]与[印度理工大学Mulaveesala教授]首先将线性调频雷达探测技术引入到红外热成像检测技术中,提出了脉冲压缩热成像或热波雷达无损检测技术。为显著提高探测热波信号的信噪比与灵敏度,随后提出了热相干层析成像和截断相关光热相干层析成像技术,截断相关光热相干层析成像技术的具体原理如图4所示。图4 截断相关光热相干层析成像检测技术原理:(a) 截断相关光热相干层析成像数学实施;(b) 激光诱导热成像系统框图印度理工学院与印度塔帕尔工程技术大学等科研人员还将脉冲压缩热成像与红外脉冲热成像等其他检测技术在检测FRP复合材料次表面缺陷时的检测性能进行了对比,并分析了各种技术的优势所在。为增强FRP复合材料分层缺陷检测,[比利时根特大学]也提出了离散频率相位调制波形的热波雷达技术,并证明了该技术具有更高的深度分辨率。国内的科研人员也对脉冲压缩热成像或热波雷达开展了较多的研究工作,并取得了重要的创新研究成果。[哈尔滨工业大学]较早地将红外热波雷达成像技术拓展到CFRP复合材料铺向和分层缺陷的无损检测与评价,并对热波雷达检测技术的特征提取方法也开展了深入研究。[湖南大学]和[电子科技大学]还分别用感应红外热成像/热波雷达检测技术和参考脉冲压缩热成像检测技术对CFRP复合材料分层缺陷检测,并取得了较为满意的检测效果。[东南大学]也提出了正交频率相位调制波形的热波雷达检测技术,可有效增强CFRP复合材料分层缺陷的检测效果。03 热障涂层红外热波成像无损检测研究现状关于热障涂层红外热波检测技术的研究始于20世纪80年代,伴随着信息电子与计算机技术的快速发展,近年来在航空和先进装备等领域受到极大关注。在目前的热障涂层红外热成像无损检测中,仍以光激励红外热成像检测技术为主,这仍然是由于光激励红外热成像技术具有非接触、快速、检测面积大、检测结果直观等突出优点,非常适合于热障涂层结构性能与健康状况的在线检测与表征。根据激励热源生热机理的不同,除光激励红外热成像检测技术外,其他无损检测方法还包括:超声热成像、振动热成像和涡流热成像。3.1 红外脉冲热成像检测技术针对热障涂层红外脉冲热成像无损检测,国外专家学者较早地开展了相关研究,并取得了较多的研究成果。[Cielo等]利用红外脉冲热成像技术无损检测热障涂层,研究表明当光学穿透深度远小于而加热区域远大于涂层实际厚度时,该技术可有效表征热障涂层热物性和表面涂层厚度。[Liu等]提出了可无损检测热障涂层内部裂纹和厚度不均匀性的稳态热流激励热成像技术,可实现直径远小于1mm的裂纹检测。[Shepard等]利用红外脉冲热成像技术对热障涂层厚度和脱粘缺陷进行无损检测,并结合先进后处理方法提高了时空域分辨率和信噪比。[Marinetti与Cernuschi等]利用红外脉冲热成像技术结合机器学习和相位特征提取方法,系统地研究了热障涂层结构中的表面涂层厚度变化、脱粘缺陷以及涂层过厚与粘附/脱粘缺陷的区分问题。[Bison与Cernuschi等]为无损评价热障涂层老化程度以及完整性,利用红外脉冲热成像技术检测了热障涂层面内与深度方向热扩散率以及孔隙率。此外,利用红外脉冲热成像检测技术还可监测热障涂层损伤演化历程以及寿命评估,且热障涂层粘结界面处粗糙度形貌、深度以及基底强度等对其损伤演化也有重要影响。[Ptaszek等]还研究了热障涂层表面非均匀及红外透光性等对其光热无损检测的影响。[Mezghani等]利用激光激励红外脉冲热成像技术无损检测了表面涂层厚度变化。[Unnikrishnakurup等]利用红外脉冲热成像技术和太赫兹时域谱技术同时对不均匀涂层厚度进行测量,并获得了对热障涂层厚度估计小于10.3%的平均相对误差。虽然我国关于热障涂层红外脉冲热成像无损检测的研究起步较晚,但仍取得了重要研究成果。[北京航空航天大学]利用红外脉冲热成像技术,通过使用有限元数值模拟与热成像检测实验方法,对存在脱粘缺陷和厚度不均匀时热障涂层表面温度场以及热障涂层的厚度与疲劳特性进行了较为深入的研究。[北京航空材料研究院]利用闪光灯激励红外脉冲热成像技术不仅检测出直径小于0.5mm的脱粘缺陷,还识别出了肉眼无法观察到的微裂纹。近来,关于热障涂层激光扫描热成像技术的无损检测与评价研究也开始出现,[北京理工大学]和[南京理工大学]利用线型激光扫描热成像技术实现了对热障涂层脱粘缺陷以及20~150μm厚薄涂层的高精度无损检测与评价。为了检测热障涂层表面微小裂纹,[北京理工大学]还开发了一种将线型激光快速扫描模式与点激光精细扫描模式相结合的激光多模式扫描热成像检测技术,实现了仅9.5μm宽表面微小裂纹的高效检测。3.2 红外锁相热成像检测技术不同于热障涂层红外脉冲热成像无损检测研究,国内专家学者较早地开展了热障涂层红外锁相热成像无损检测的研究,而国外对此的研究还很少。[火箭军工程大学]利用红外锁相热成像技术对涂层厚度进行检测,并表明该技术可实现对涂层厚度的快速检测,且检测精度可达到95%。[哈尔滨工业大学]利用红外锁相热成像检测技术和热波信号相关提取算法对热障涂层脱粘缺陷进行检测,并研究了光源功率、分析周期数和激励频率大小等对检测结果的影响。[哈尔滨工业大学]随后利用激光激励红外锁相热成像技术高精度地量化了SiC涂层碳/碳复合材料的薄涂层厚度分布的均匀性。[上海交通大学]针对热障涂层内部裂纹缺陷的快速无损检测与评价,也提出了一种基于多阈值分割和堆叠受限玻尔兹曼机算法的红外热成像无损检测技术。此外,[韩国国立公州大学Shrestha和Kim]利用红外脉冲热成像技术和红外锁相热成像技术对热障涂层表面不均匀涂层厚度进行了无损检测与评价,并开展了有限元数值模拟与热成像检测实验分析了各种技术的优势所在。3.3 红外热波雷达成像检测技术红外热波雷达成像作为一种新兴的无损检测技术,其高信噪比、大探测范围等突出优势更利于热障涂层次表面脱粘缺陷的高精度无损检测。而目前关于热障涂层红外热波雷达成像无损检测与评价的研究还鲜有报道,目前仅有国内的哈尔滨工业大学和东南大学针对热障涂层红外热波雷达成像无损检测开展了相关的理论与热成像检测实验研究工作。[哈尔滨工业大学]利用红外热波雷达成像技术对热障涂层脱粘缺陷进行检测,该技术利用线性调频信号调制光源强度,并引入了互相关和线性调频锁相提取算法,研究表明该技术可实现热障涂层脱粘缺陷的有效检测。[东南大学]基于Green函数法,对热障涂层光热传播理论进行了较为深入的研究,并提出了一种先进非线性调频波形的脉冲压缩热成像检测技术,可实现热障涂层次表面脱粘缺陷的高信噪比、大探测深度的高分辨率检测。结语本文介绍了红外热成像技术在FRP复合材料和热障涂层无损检测应用中的研究现状和进展,通过文献调研和相关研究结果分析,可发现,由于FRP复合材料和热障涂层的复杂结构特性,使得传统的无损检测技术无法较好地实现高效可靠的无损检测与评价。作为新兴的无损检测技术,红外热波雷达成像技术由于具有高分辨率、大探测深度、检测结果直观等突出优点,为FRP复合材料和热障涂层的高精度无损检测与评价提供了新契机。此外,在对FRP复合材料和热障涂层红外热成像无损检测进行研究的过程中,笔者也发现,红外热成像无损检测技术的发展还面临着一些主要瓶颈制约问题,也促使红外热成像检测技术须向多样化、智能化、集成化和多源信息融合方向发展,呈现出以下发展趋势:1) 多样化传统无损检测方法和红外热成像等新型无损检测技术都有其各自的优缺点及适用范围,随着检测对象的多样化和检测要求的多元化,所需要的检测手段也呈现多样化发展的趋势,具体体现在:①热激励源由卤素灯、超声和电磁等向半导体激光器、相控阵超声等其他热激励形式发展;②随着计算机和电子信息技术的快速发展,传统的红外脉冲热成像和红外锁相热成像向着新兴的先进激励波形脉冲压缩热成像或热波雷达成像检测技术方向发展。2) 智能化近年来人工智能技术的快速发展使得基于深度学习模型的红外目标识别与跟踪方法取得了巨大进步,这无疑为红外热成像无损检测技术的进一步发展提供了很好的发展契机。深度学习方法的高识别率特点使其在红外目标特征识别、红外图像分割与分类方面性能优异,在精度和实时性方面,甚至远远赶超传统检测方法。人工智能赋能红外热成像检测技术,有望取代人工判断,推动红外热成像无损检测技术向着智能化检测方向发展。3) 集成化红外热成像检测系统通常需要激励热源、红外热像仪、光路等调节装置、固定装置等模块,体积较大、结构较为复杂,且仍需人工或仪器自动采样。为满足实际无损检测应用中原位测量及低能耗的需求,红外热成像检测技术需逐步向小型集成化方向发展,最终实现无损检测现场的便携式携带和操作。4) 多源信息融合发展多源多模态热成像数据能比单一热成像数据提供更多的关键信息,此外,在信息呈现和表达上,多来源、多模态红外热成像数据还增加了无损检测结果的鲁棒性。因此当检测要求较高时,常常需要采用优势互补、多种检测方法相结合的方式,通过多源多模态热成像数据的融合与集成,最终提供优质、高效、安全、可靠的无损检测解决方案。因此,红外热成像技术也需向多源信息融合方向发展。
  • 紫外加氯高级氧化处理——您知道吗?
    由于更低的成本和物流优势,现在有几个大型的间接饮用的回用水项目将采用紫外加氯高级氧化处理系统,而不是紫外过氧化氢高级氧化处理系统。? 过氧化氢是紫外高级氧化处理中最常用的氧化剂紫外高级氧化处理是利用紫外同时添加氧化剂对化学污染物进行处理的过程。可以实现对水中的二恶烷,藻毒素,药物和杀虫剂残留进行高效处理。最常用的氧化剂是过氧化氢,目前在全球已经是普遍应用,包括位于加州的橘子郡的地下水修复系统都在应用。加州橘子郡水区的地下修复系统就是采用过氧化氢作为他们紫外高级氧化处理的氧化剂? 开发氯系氧化剂近年来,研究人员开始开发氯作为紫外高级氧化处理的氧化剂(包括次氯酸钠和氯氧化钠)。数据显示在合适的环境下,采用氯的紫外高级氧化处理与采用过氧化氢的紫外高级氧化处理相比能明显节约成本。这些理想的环境经常存在于间接饮用的回用水应用。? 什么时候紫外加氯高级氧化更有效率采用氯作为高级氧化的氧化剂具有实际和经济意义,需要满足以下条件:1.需要对残留的过氧化氢进行处理,从而防止在处理过程中的再生长。紫外加氯能减少再处理这一环节。2.氯已经在水厂里其他的处理工艺中使用。? 在Albert Robles中心的水回用和环境研究中的紫外加氯高级氧化处理在南加州的水修复区目前正在建设的水回用和环境研究Albert Robles中心。这个工厂采用先进的污水处理工艺进行达到饮用级的回用,包括超滤,反渗透和紫外氯高级氧化处理。南加州水回用和环境研究Albert Robles中心的水补给区完全具备适用于氯作为紫外高级氧化氧化剂的现场条件这个工厂通过RO来控制氨的水平。通过UF和RO让PH值保持较低水平。如果这个工厂采用过氧化氢用于氧化剂,还需要对残留的过氧化氢进行处理。因此他们采用氯作为氧化剂,从而减少了这个处理环节。ARC具备理想的现场条件,通过使用紫外加氯的高级氧化处理,具有节约成本的优势。
  • VELP发布VELP AM4 Digital pro 多点位加热磁力搅拌器新品
    数字显示速度和温度AM4 Digital PRO是数字热板搅拌器,具有4个独立的位置,可进行精确的温度调节。使用AM4 Digital PRO,可以将温度设置为最高370°C,搅拌速度为50至1500 rpm。即使粘度发生变化(反作用),SpeedServo™ 仍可确保恒定速度。 AM4 Digital PRO配有数字显示器,可以精确设置搅拌速度和温度。Pt100和VTF具有出色的温度调节AM4 Digital PRO封装包括外部探头Pt100,可在高达250°C的温度下进行温度调节,精度为±1.0°C。AM4 Digital PRO可以连接到VTF和VTF EVO,确保高达300°C的完美温度调节,±0.5°C的高精度。独家CerAlTop™ 由铝合金制成,表面覆盖陶瓷,可确保出色的温度均匀性以及最佳的电阻和热传递。最大的保护和舒适度热板搅拌器AM4 Digital PRO确保为用户提供高水平的安全性和保护。 控制面板易于操作,与热源保持安全距离,并且由于设有专用的下流槽,因此可以防止因液体溢出而造成的损坏。 AM4 Digital PRO可以在最高安全温度下进行编程,对于某些要求不超过某些温度的特殊应用很有用,并可以防止意外加热。 此外,高温警告“热板警告”被激活,即使关闭仪器,该警告仍会显示,直到热板温度冷却到50°C以下为止。 压力压铸结构的设计使得意外的液体溢出不会到达热板搅拌器的内部。创新点:AM4X Digital 四联加热磁力搅拌器,温控范围为50-370℃,适用于平行对比实验,创新之处有:1,配置数显屏幕对温度进行指示,每个点位都可以连接温度探针对样本温度进行实时检测;2,加热面板具有陶瓷涂层,在温度均一性高的前提下便于清洁3,在温度50℃以上是具有高温提示,避免烫伤VELP AM4 Digital pro 多点位加热磁力搅拌器
  • 红外光谱仪|现代油液监测系统包含的五大技术
    油液监测系统基本由理化分析技术、铁谱技术、光谱技术、 颗粒计数技术、红外光谱技术组成。光谱技术(光谱仪)光谱技术(光谱仪)只能够区分磨损颗粒元素类别和数量,不能识别油液中磨损颗粒的形态、尺寸、颜色等直观形象的信息,因此光靠光谱分析的结果直接对摩擦副的状态作出判断有很大的困难;而且光谱仪检测的磨粒尺寸比较小,2微米效率最高,最大尺寸不超过10微米。铁谱分析技术铁谱分析技术是通过用物理方法将油液中的磨损颗粒和固体污染物分离出来,用显微镜检测其形貌、尺寸和数量。通过显微镜检测分析磨损颗粒,能鉴别设备的健康状态并确定一些潜在的危险状况。但由于铁谱分析是采用磁性分离磨粒的工作原理,对有色金属磨粒的灵敏度就远不及铁系磨粒。颗粒计数器颗粒计数器是检测液体(透明的油、水)中颗粒污染物含量的仪器(1~600um范围),常用来评定液体(液压油、水)的污染度等级、过滤器过滤性能等。理化分析技术理化分析技术是通过分析油品的常规理化指标,主要有:粘度、闪点、水份、酸值、腐蚀性和不溶物等,来分析评定新油及设备在用油的质量。红外光谱技术红外光谱技术只反映分子结构的信息,对原子、溶解态离子和金属颗粒都不敏感,换言之在通过油液分析对设备状态进行监测时,红外光谱仪不能代替原子发射(吸收)光谱仪、铁谱仪、颗粒计数和理化性能分析。因此在以设备状态监测为目的的现代油液分析技术中,此五种技术-红外光谱分析技术、原子发射(吸收)光谱技术、铁谱技术以及颗粒计数技术和理化分析技术既各自独立存在又相互补充,成为用于油液监测的工业摩擦学实验室的基本配置。相关仪器红外光谱仪 定货号:DH108红外光谱仪使用傅里叶转换红外光谱仪(FTIR)对在用油品的质量和污染状况进行检测,可以检测油液衰化变质,氧化,水解,添加剂含量等,分析速度快,2分钟可得到所有参数的测试结果,应用于工矿企业,石化和运输行业。适用标准:ASTM E2412红外光谱法润滑油监测标准、GB/T 23801-2009中间馏分油中脂肪酸甲酯(生物柴油)含量的测定(红外光谱法)仪器特点:1、采用了抗振傅里叶干涉仪,从根本上解决了傅里叶红外光谱仪过于娇嫩,故障率过高的固有缺陷,使仪器可以适应各种恶劣环境的要求。2、采用了DTRANTM进样系统,不需清洗试剂,大大加快了分析速度,也避免了对操作人员的健康损害。3、仪器操作简单,软件界面友好,操作人员需简单培训就可以使用仪器。4、可以分析包括润滑脂在内的多种油液油脂而不需要样品处理。5、对各种油液中水分的测量下限达50ppm,从而提高了红外光谱仪的分析效能(其它红外光谱仪对水分的测量下限为500 ppm)。6、特有的各种油液分析方法库和各项指标的界限值数据库。技术参数:• 规 格:20×20×10 cm• 工作温度:-10oC至50oC• 进样系统:钻石透射池进样系统• 分 束 器:人造宝石• 光谱分辨率:最高为0.5cm-1• 分析速度:1-2分钟/每个样品• 光谱范围:7800-350 cm-1• 检 测 器:DTGS检测器• 信 噪 比:大于20000:1• 重 量:4Kg分析仪铁谱仪 定货号:DK101分析仪铁谱仪是一种借助磁力将油液中的金属颗粒分离出来,并按照颗粒的大小排列在基片上,并对颗粒的物理属性和磨损形态作出进一步分析的仪器。可以分析机械设备的磨损状态,更早地预报机械设备的异常状态。广泛应用于各类机械设备的磨损监控、磨擦状态及磨损机理的研究以及润滑油油品评定。仪器特点:1、采用8英寸工业级高清触摸屏,操作方便。2、油样和清洗液输送流量快慢可调,可满足不同分析要求。3、油样和清洗液采用独立双泵系统,减少故障。4、壳体采用2mm钢板,坚固稳定,并配有调水平装置,保证实验要求。5、磁性材料选用钕铁硼,保证磁力的耐久稳定。6、清洗瓶采用GL45标准瓶口,容量250mL。具有清洗液防溢功能。7、显微镜**国产可选,并配置图像分析系统。技术参数:• 磁场:狭缝中心最大场强1.0T 最大磁场梯度 5.0T/cm • 泵送系统:1~100级速度可调• 油样输送流量:0.16~2.5mL/min 快速:100ml/min• 清洗液输送流量:0.16~5.0mL/min 快速:100ml/min• 谱片: 铁谱片尺寸:0.17×24×60mm铁谱片安装倾角:2º、 3º、 4º(有级可调)• 定时器范围:0到99分钟(可蜂鸣)• 工作电源:AC220V,50Hz• 外形尺寸:400mm×300mm×300mm• 功 率:500W• 重 量:15KgA1033在线颗粒计数器是采用光阻(遮光)法计数原理,专门用于现场在线测量的、油液污染度等级检测装置。具有体积小、质量轻、检测速度快、精度高、重复性好等优点,可在高温高压等及其恶劣的条件下工作。适用于发动机油、齿轮油、变压器油(即绝缘油)、液压油、润滑油、合成油等油液,可广泛应用于航空航天、石油化工、交通港口、钢铁冶金、汽车制造等领域。适用标准:ISO4406、NAS1638、SAE4095、GJB420A、GJB420B、ГOCT17216、GB/T14039等仪器特点:1、采用光阻(遮光)法原理,使用高精度激光传感器,体积小、精度高、性能稳定。2、适用于现场的在线检测,可实时监测用油系统中的颗粒污染度。3、内置数据分析系统,能显示各通道粒径的真实数据并自动判定样品等级。4、可选配减压装置用于在线高压测量。5、具有体积冲洗和时长冲洗模式,方便用户对设备的使用和维护。6、内置校准功能,可按GB/T21540、ISO4402、GB/T18854等标准进行校准。7、可设定任意报警级别,实现污染度或洁净度检测。8、RS232或RS485接口,可连接电脑或其它设备进行数据监控、处理。9、超大存储,可选择存储在仪器内部或外部存储设备中。10、坚固外型结构,适合复杂工作环境。技术参数:• 光 源:半导体激光器• 流速范围:20-500mL/min• 检测样品粘度:≤350cSt• 在线检测压力:0.1-0.6Mpa(选配减压装置最高压力可达40Mpa)• 粒径范围:1-500μm(选用不同型号传感器)• 接口:USB接口、RS232接口、RS485接口• 数据存储:提供1000组数据存储空间,并支持优盘存储• 灵 敏 度:1μm或4μm(c) • 极限重合误差:10000粒/ml• 计数体积:1-999ml• 计数准确性:±0.5个污染度等级• 防护等级:IP56• 测试时间间隔:1秒-24小时• 检测样品温度:0-80℃• 工作温度:-20-60℃• 供 电:AC 220V±10%、50/60Hz或• DC12-40V• 重 量:1.1kg• 体 积:115×100×70mmA1010运动粘度测定仪适用于测定液体石油产品的运动粘度。运动粘度表示液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度,其值为相同温度下的动力粘度与其密度之比。是对油品等级及质量鉴别的重要理化性能指标之一。在实际应用中,选择合适粘度的润滑油品,可以保证机械设备正常、可靠地工作。适应标准:GB/T265应用领域:1、电力、石油、化工、环保及科研部门2、需测定石油产品运动特性的油品。仪器特点:1、仪器由PID控温、计时器、恒温装置、水浴等部分组成。恒温浴为小缸体圆缸、双层,浴内温度分布均匀,控温效果优良。2、液晶屏幕中文显示,人机对话界面,可对预置温度、当前日期时间等参数进行菜单提示式输入,执行元件采用SSR,其特点无触点,无动作噪声,无火花,耐振动,仪器使用寿命长。3、加热器及导流筒等浴内部件采用不锈钢制作,耐腐耐用。4、配有照明装置,光线亮度好,节能寿命长。5、自动计算毛细管常数与测试时间平均值的乘积;控温精度高,准确度好。6、可以计时试样运动时间,自动计算运动粘度的结果。7、标配:品氏粘度管; (可选):乌氏管、芬氏管、逆流管。技术参数:• 测量范围:0-10000mm2/s • 控温设置:室温~99.9℃ • 装卡毛细管数量:4支• 恒温精度:±0.1℃• 试样量:10ml• 加热器功率:1000W• 工作电源:AC220V±10% 50Hz• 环境温度:5℃~40℃• 相对湿度:≤85%• 外型尺寸:545mm*370mm*500mm• 重 量:18.4kgA1020自动开口闪点测定仪采用模糊控制集成软件,模块化结构,符合国标、美标等标准。应用于铁路,航空,电力,石油行业及科研部门等。执行标准适应标准:ASTM D92、GB/T3536仪器特点:1、采用彩色液晶大屏幕显示,全中文人机对话界面,触摸屏式键盘,对预置温度、试样标号、大气压强、试验日期等参数具有提示菜单导向式输入功能。2、模拟跟踪显示升温与试验时间的函数曲线,具有中文操作软件提示修改功能,配有试验日期、试验时间等参数提示功能。3、配有标准RS-232计算机接口,下位机储存120组历史数据,与计算机相连可大容量存储数据并可长期保存,传送数据,上位机可修改下位机参数。4、可以计算大气压强的修正值。5、扫描、点火、检测、打印数据自动完成。6、电子引火,强制风冷。7、可检测燃点。技术参数• 工作电源:AC 220V±10%, 50Hz• 量程:室温~400℃;分辨性:0.1℃• 重复性:≤4℃ 再现性:≤8℃• 升温速度:符合GB/T3536标准• 点火方式:电子引火、气体火焰• 环境温度:5℃~40℃ • 相对湿度:≤85%• 功率:≤500W• 工作电源:AC 220V±10%,50Hz• 外形尺寸:520mm*360mm*310mm• 重量:16kgA1040自动酸值测定仪用于检测变压器油,汽轮机油及抗燃油等样品的酸值分析测量。仪器是通过机械、光学以及电子等技术的综合运用,采用微处理器,能够自动实现多样品切换、滴定、判断滴定终点、打印测量结果等功能,该系统稳定可靠,自动化程度高。应用于电力、化工、环保、石油等领域。适应标准:GB/T264 GB/T258仪器特点:1、液晶大屏幕、中文菜单、无标识按键。2、自动换杯、自动检测、打印检测结果,(可选配有自动定时加热功能,适用于粘度偏大的润滑油)。3、该仪器可对六个油样进行检测。4、采用中和法原理,用微机控制在常温下自动完成加液、滴定、搅拌、判断滴定终点,液晶屏幕显示测定结果并可打印输出,全部过程约需4分钟。5、用特制试剂瓶盛装萃取液和中和液,试剂在使用过程不与空气接触,避免溶剂挥发和空气中CO2的影响。技术参数:• 工作电源:AC220V±10% 50Hz• 最大耗电功率:﹤100W• 测定范围:0.0001~0.9999mgKOH/g • 最小分辨率:0.0001 mgKOH/g• 测量准确度: 酸值<0.1时 ±0.02 mgKOH/g酸值≥0.1时 ±0.05 mgKOH/g• 重复性:0.004 mgKOH/g• 环境温度:5℃~40℃• 相对湿度:≤85%A1070微量水分测定仪采用经典理论——卡尔• 费休微库仑电量法,依据电解定律反应的水分子数同电荷数成正比,仪器检测参加反应电荷数(库仑)自动换算成对应的水分子数,因此此方法测试精度高,测试成本低,能可靠的对液体、气体、固体样品进行微量水分的测定。具有高灵敏度、高精度、高再现性,低功耗节能设计,可内置蓄电池用于便携测量。广泛适用于石油、化工、电力、制药、商检、科研、环保等领域。执行标准适用标准:GB/T11133、GB/T11146、GB/T 7600、GB/T6023、GB/T6283、GB/T606等仪器特点:1、液晶彩色7寸触摸屏显示,自动平衡,人机对话界面,各种参数具有菜单提式输入,具有与电脑、wifi连接功能。2、配有试验日期、时钟等多种参数提示功能,微分检测,系统偏差自动修正,搅拌、检测、打印数据微机自动完成,具有μg水与ppm单位同时显示功能。3、操作简单,使用方便,测试准确、稳定、易操作,是试验室理想的测量仪器。技术参数• 测量范围:3μg~100mg• 电解速度:≤2.4毫克/分• 分 辨 率:0.01μg• 准 确 度:10μg~1mgH2O ±3μg 1mgH2O 以上为3%(不含进样误差)• 终点显示:信息显示、蜂鸣器响、终点指示灯亮• 显示时钟:年 月 日 小时 分钟 秒(掉电保持)• 打 印 机:16个字符针式打印,纸宽44毫米• 电源电压:AC220V±10%,50Hz
  • 综述:红外热成像技术在FRP复合材料/热障涂层无损检测应用中的研究现状与进展
    红外热成像是具有非接触、检测面积大、检测结果直观等突出优势的新兴无损检测技术,近年来被广泛应用于金属、非金属、纤维增强复合材料(FRP)以及热障涂层等的无损检测与评价。图1 某航空发动机及其涡轮叶片热障涂层结构示意图近日,江苏省特种设备安全监督检验研究院、南京农业大学和东南大学的科研团队在《红外技术》期刊上发表了以“红外热成像技术在FRP复合材料/热障涂层无损检测应用中的研究现状与进展”为主题的文章。本文首先简要介绍了红外热成像技术的基本原理和检测系统构成,特别是对光学、超声以及电磁等主要热激励形式的特点和优劣势进行了对比。然后,根据热激励形式的发展历程,详细介绍了光激励红外热成像技术在FRP复合材料和热障涂层无损检测与评价方面的研究现状与进展,重点关注了FRP复合材料/热障涂层热成像无损检测中的热难点问题。最后总结并展望了FRP复合材料/热障涂层红外热成像无损检测技术的未来发展趋势。红外热波成像技术任何高于绝对零度的物体都会向周围环境发出电磁热辐射,根据Stefan-Boltzmann定律,其大小除与材料种类、形貌和内部结构等本身特性有关外,还与波长和环境温度有关,而红外热波成像技术即是利用红外热像仪通过遥测材料表面温度场,从而实现对材料结构特性和物理力学性能的无损检测与评价。根据被测对象是否需要施加外部热激励,该技术可分为主动式与被动式,其中主动式红外热波无损检测技术由于具有更高的热对比度与检测分辨率,近年来受到极大的关注。主动式红外热波检测技术是利用外界热源对待测试件进行热激励,同时利用红外热像仪记录其表面温度场的演化历程,并通过对所获得的热波信号进行特征提取分析,以达到检测材料表面损伤和内部缺陷的目的。根据外激励热源的不同,该技术又可被分为光激励红外热成像、超声红外热成像与电涡流红外热成像等。图2总结了目前主动式红外热波成像检测技术中的主要分类依据及分类结果。图2 主动式红外热成像检测技术的主要分类依据及结果虽然红外热成像无损检测技术种类众多,但由于所检测对象琳琅满目,且结构与物理特性比较复杂,因此在实际应用中需结合检测对象本身特性,选择一种相对合适且高效的主动式红外热波成像无损检测方法,从而达到对待测对象进行高分辨率、高精度、快速可靠检测与评价的目的。光激励红外热成像是主动红外热成像中一种相对高效的无损检测方法,由于其非接触、非破坏、检测时间短、检测面积大、易于实施等突出优点,在热障涂层结构、纤维增强复合材料无损检测与评价中备受关注。在该方法中,当外激励光源入射到待测试件时,基于光热转换效应所产生的热波扩散并与内部界面或缺陷相互作用,同时,利用红外热像仪远程记录待测试件表面的瞬态热响应,即红外热图像序列。然后,借助先进的后处理算法对所获取的热图像序列进行综合分析,从而实现待测试件的无损检测与定量表征。图3为光激励热成像技术原理和目前常用光激励红外热成像检测系统。图3 光热无损检测原理及典型闪光灯激励热成像检测系统此外,根据热激励形式的不同,红外热成像技术又可被分为红外脉冲热成像、红外锁相热成像与红外热波雷达成像,这也是根据红外热成像发展历程、目前最为常用的分类方法之一。红外脉冲热成像技术检测效率高,但其探测深度通常较浅,无法满足对材料深层缺陷高分辨率检测的要求;且其检测结果易受表面加热不均匀、表面反射率及发射率不均等影响,瞬时高能量脉冲也易使材料表面产生热损伤。为克服红外脉冲热成像技术的局限性,红外锁相热成像技术应运而生,但由于该技术在单一调制频率热激励下仅能探测与其热扩散长度相对应深度的内部缺陷,因此对FRP复合材料或热障涂层类结构内不同深度或不同铺层界面的缺陷,需选择不同调制频率对待测试件进行激励,因此,该方法检测时间仍相对较长且易出现漏检。红外热波雷达是一种新兴的无损检测技术,具有红外脉冲热成像与红外锁相热成像技术所无法比拟的突出优势,如高分辨率、高检测效率、大探测深度等,近年来备受关注。表1总结了红外脉冲热成像、红外锁相热成像以及红外热波雷达成像这3种技术的优缺点及适用范围。表1 红外脉冲热成像、红外锁相热成像以及红外热波雷达成像检测技术的对比FRP复合材料光激励红外热成像无损检测研究现状红外脉冲热成像检测技术红外脉冲热成像技术是发展最早且目前应用最为广泛的一种红外热波无损检测技术,该技术是使用高能光源(如激光、卤素灯、闪光灯)对待测试件进行非常短时间(通常几毫秒)的脉冲激励加热,由于内部界面或缺陷的热阻效应会对待测试件表面温度场产生差异,然后,利用红外热像仪同步记录这种温度差异,并借助于先进的后处理算法可实现对待测试件内部界面或缺陷的无损检测与评价。红外脉冲热波检测技术检测速度快,且对厚度较小的试件具有较好的检测结果,但其探测深度非常有限,不适用于检测大厚度构件。此外,该技术还易受表面加热不均、表面发射率不均等影响,瞬时高能量脉冲也易使试件表面产生热损伤。FRP复合材料的强各向异性和显著内部界面效应,极易使得其产生界面分层等类型缺陷,极大影响FRP复合材料结构或装备的使用性能。英国巴斯大学Almond等对CFRP复合材料裂纹状缺陷的边缘效应进行了研究,并提出了一种瞬态热成像法测量缺陷尺寸的方法。加拿大拉瓦尔大学Maldague等提出了一种将脉冲热成像与调制热成像技术相结合的红外脉冲相位热成像检测技术,该技术基于傅里叶变换可获得能无损表征CFRP复合材料的相位图像,因此克服了脉冲热成像技术对表面加热均匀性的限制。意大利学者Ludwig等研究了红外脉冲热成像检测技术中的热损失与三维热扩散对缺陷尺寸测量的影响。为了克服脉冲热成像技术的局限性,加拿大拉瓦尔大学Maldague等随后提出了双脉冲激励热成像检测技术,并表明该技术可进一步增强热对比度。加拿大学者Meola等利用脉冲热成像法对GFRP复合材料的低速冲击损伤进行了无损检测。英国巴斯大学Almond等又通过解析法研究了脉冲热成像技术的缺陷检测极限与缺陷径深比、激励能量以及缺陷深度都密切相关。伊朗桂兰大学Azizinasab等还提出了一种使用局部参考像素矢量来处理脉冲热成像检测结果的瞬态响应相位提取方法,实现了CFRP复合材料缺陷检测和深度预测。此外,为增强FRP复合材料缺陷检测效果,许多集成先进特征提取方法的脉冲热成像检测技术也被提出,例如主成分热成像、矩阵分解热成像、正交多项式分解热成像和低秩稀疏主成分热成像。国内的哈尔滨工业大学、电子科技大学、湖南大学、东南大学、火箭军工程大学、首都师范大学、南京诺威尔光电系统有限公司等科研单位也对FRP复合材料红外脉冲热成像无损检测技术开展了大量研究工作,并取得了丰硕的研究成果。首都师范大学研究了GFRP复合材料脉冲热成像检测的热图像序列的分割与三维可视化,并提出了一种基于局部极小值的图像分割算法。北京航空航天大学对FRP复合材料次表面缺陷红外脉冲热成像无损检测的检测概率进行了深入研究,并分析了阈值、特征信息提取算法等对检测概率的影响。此外,国内研究学者还提出集成了稀疏主成分分析、矩阵分解基算法、流形学习和快速随机稀疏主成分分析等算法的红外脉冲热成像检测技术。红外锁相热成像检测技术红外锁相热成像技术是20世纪90年代初发展起来的一种新型数字化无损检测技术,该技术是利用单频正弦调制的热激励源对待测试件进行加热,然后,待测试件内部将也产生一个呈周期性变化的温度场,由于缺陷区与无缺陷区处的表面温度场存在差异,因此采用锁相算法可对表面温度场进行幅值与相位提取,最终实现对材料表面损伤或内部缺陷进行无损检测与评价。红外锁相热成像检测技术的探测范围要大于红外脉冲热成像检测技术,此外,通过降低激励频率大小可增大探测深度。英国华威大学和意大利那不勒斯大学等研究学者较早地将红外锁相热成像技术用于CFRP航空件缺陷检测,并证实了该技术与瞬态热成像与超声C扫描无损检测技术相比,更适于CFRP航空件表面冲击损伤的快速无损检测。Pickering等研究了同等激发能量下,红外脉冲热成像和红外锁相热成像对CFRP复合材料分层缺陷的检测能力。Montanini等证实了红外锁相热成像技术也可用于厚GFRP复合材料的无损检测,并深入研究了与缺陷几何形状和深度相关的检测极限问题。随后,Lahiri等发现随着GFRP复合材料缺陷深度增加,利用红外锁相热成像技术所获得的相位对比度增大,而热对比度却减小。Oliveira等提出了一种融合光学锁相热成像和光学方脉冲剪切成像的CFRP复合材料冲击损伤高效表征方法。国内哈尔滨工业大学、浙江大学和东南大学等科研人员也对FRP复合材料红外锁相热成像检测开展了较多有价值的研究工作。哈尔滨工业大学对CFRP复合材料分层缺陷的大小和深度以及热物性的无损检测与定量评价,开展了系统的理论与实验研究,并提出了多种先进特征增强算法来提高其内部分层缺陷的可视性。浙江大学使用红外锁相热成像无损检测CFRP复合材料分层缺陷,并利用深度学习对测量过程中的传感器噪声、背景干扰等进行有效去除,显著提高了CFRP复合材料次表面缺陷无损检测与定征的精度。此外,东南大学针对CFRP复合材料分层缺陷红外锁相热成像无损检测中所存在的热成像数据缺失以及低帧率导致的低分辨率问题,提出了基于低秩张量填充的热成像检测技术,不仅可有效解决红外锁相热成像数据高度缺失问题,还可显著提高常用红外热像仪的帧频率。红外热波雷达成像检测技术近年来,红外热波雷达成像技术因检测效率高和灵敏度高以及不易对材料产生热损伤而受到越来越多的关注,并开始应用于FRP复合材料的无损检测与评价。红外热波雷达成像技术具有红外脉冲热成像技术与红外锁相热成像技术所无法比拟的优势,但由于被用于FRP复合材料无损检测与评价的时间并不长,尚存在一定的局限性。例如,由于通常采用较低调制频率激励源去探测较深范围的内部缺陷信息,随之而来的是热扩散长度的增大,致使检测分辨率降低;另外,为提高检测信号的信噪比,通常采用增加热流激励强度的方法来解决,但在检测重要目标构件时,为防止对检测对象的热损伤,这种方法并不适合。加拿大多伦多大学Mandelis教授与印度理工大学Mulaveesala教授首先将线性调频雷达探测技术引入到红外热成像检测技术中,提出了脉冲压缩热成像或热波雷达无损检测技术。为显著提高探测热波信号的信噪比与灵敏度,随后提出了热相干层析成像和截断相关光热相干层析成像技术,截断相关光热相干层析成像技术的具体原理如图4所示。印度理工学院与印度塔帕尔工程技术大学等科研人员还将脉冲压缩热成像与红外脉冲热成像等其他检测技术在检测FRP复合材料次表面缺陷时的检测性能进行了对比,并分析了各种技术的优势所在。为增强FRP复合材料分层缺陷检测,比利时根特大学最近也提出了离散频率相位调制波形的热波雷达技术,并证明了该技术具有更高的深度分辨率。图4 截断相关光热相干层析成像检测技术原理:(a)截断相关光热相干层析成像数学实施;(b)激光诱导热成像系统框图国内的哈尔滨工业大学、东南大学、电子科技大学和湖南大学等科研人员也对脉冲压缩热成像或热波雷达开展了较多的研究工作,并取得了重要的创新研究成果。哈尔滨工业大学较早地将红外热波雷达成像技术拓展到CFRP复合材料铺向和分层缺陷的无损检测与评价,并对热波雷达检测技术的特征提取方法也开展了深入研究。湖南大学和电子科技大学还分别用感应红外热成像/热波雷达检测技术和参考脉冲压缩热成像检测技术对CFRP复合材料分层缺陷检测,并取得了较为满意的检测效果。最近,东南大学也提出了正交频率相位调制波形的热波雷达检测技术,可有效增强CFRP复合材料分层缺陷的检测效果。热障涂层红外热波成像无损检测研究现状关于热障涂层红外热波检测技术的研究始于20世纪80年代,伴随着信息电子与计算机技术的快速发展,近年来在航空和先进装备等领域受到极大关注。在目前的热障涂层红外热成像无损检测中,仍以光激励红外热成像检测技术为主,这仍然是由于光激励红外热成像技术具有非接触、快速、检测面积大、检测结果直观等突出优点,非常适合于热障涂层结构性能与健康状况的在线检测与表征。根据激励热源生热机理的不同,除光激励红外热成像检测技术外,其他无损检测方法还包括:超声热成像、振动热成像和涡流热成像。红外脉冲热成像检测技术针对热障涂层红外脉冲热成像无损检测,国外专家学者较早地开展了相关研究,并取得了较多的研究成果。Cielo等利用红外脉冲热成像技术无损检测热障涂层,研究表明当光学穿透深度远小于而加热区域远大于涂层实际厚度时,该技术可有效表征热障涂层热物性和表面涂层厚度。Liu等提出了可无损检测热障涂层内部裂纹和厚度不均匀性的稳态热流激励热成像技术,可实现直径远小于1 mm的裂纹检测。Shepard等利用红外脉冲热成像技术对热障涂层厚度和脱粘缺陷进行无损检测,并结合先进后处理方法提高了时空域分辨率和信噪比。Marinetti与Cernuschi等利用红外脉冲热成像技术结合机器学习和相位特征提取方法,系统地研究了热障涂层结构中的表面涂层厚度变化、脱粘缺陷以及涂层过厚与粘附/脱粘缺陷的区分问题。随后,为无损评价热障涂层老化程度以及完整性,Bison与Cernuschi等利用红外脉冲热成像技术检测了热障涂层面内与深度方向热扩散率以及孔隙率。此外,利用红外脉冲热成像检测技术还可监测热障涂层损伤演化历程以及寿命评估,且热障涂层粘结界面处粗糙度形貌、深度以及基底强度等对其损伤演化也有重要影响。Ptaszek等还研究了热障涂层表面非均匀及红外透光性等对其光热无损检测的影响。最近,Mezghani等利用激光激励红外脉冲热成像技术无损检测了表面涂层厚度变化。Unnikrishnakurup等利用红外脉冲热成像技术和太赫兹时域谱技术同时对不均匀涂层厚度进行测量,并获得了对热障涂层厚度估计小于10.3%的平均相对误差。虽然我国关于热障涂层红外脉冲热成像无损检测的研究起步较晚,但北京航空航天大学、北京理工大学、哈尔滨工业大学、陆军装甲兵学院和北京航空材料研究院等的科研人员仍取得了重要研究成果。北京航空航天大学利用红外脉冲热成像技术,通过使用有限元数值模拟与热成像检测实验方法,对存在脱粘缺陷和厚度不均匀时热障涂层表面温度场以及热障涂层的厚度与疲劳特性进行了较为深入的研究。北京航空材料研究院利用闪光灯激励红外脉冲热成像技术不仅检测出直径小于0.5 mm的脱粘缺陷,还识别出了肉眼无法观察到的微裂纹。海军工程大学利用有限体积法研究了脉冲热激励下热障涂层脱粘缺陷时表面温度场相位差变化,并利用Levenberg-Marquardt算法对涂层厚度和脱粘缺陷位置进行定量化表征。哈尔滨工业大学将红外脉冲热成像技术与模拟退火和马尔科夫-主成分分析-神经网络等方法相结合,实现了热障涂层不均匀厚度和脱粘缺陷深度与直径的有效量化确定。最近,哈尔滨商业大学还提出了一种基于同态滤波-分水岭-Canny算子混合算法的长脉冲热成像检测技术,不仅可有效识别热障涂层脱粘缺陷的边缘,还增强了缺陷特征提取效果。陆军装甲兵学院采用脉冲红外热成像检测技术对热障涂层厚度与脱粘缺陷进行了较为系统的研究,并表明热图重构及先进后处理算法可有效提高表面涂层厚度表征的精度和脱粘缺陷的检测效果。近来,关于热障涂层激光扫描热成像技术的无损检测与评价研究也开始出现,北京理工大学和南京理工大学利用线型激光扫描热成像技术实现了对热障涂层脱粘缺陷以及20~150 μm厚薄涂层的高精度无损检测与评价。为了检测热障涂层表面微小裂纹,北京理工大学还开发了一种将线型激光快速扫描模式与点激光精细扫描模式相结合的激光多模式扫描热成像检测技术,实现了仅9.5 μm宽表面微小裂纹的高效检测。红外锁相热成像检测技术不同于热障涂层红外脉冲热成像无损检测研究,国内专家学者较早地开展了热障涂层红外锁相热成像无损检测的研究,而国外对此的研究还很少。例如,韩国国立公州大学Shrestha和Kim利用红外脉冲热成像技术和红外锁相热成像技术对热障涂层表面不均匀涂层厚度进行了无损检测与评价,并开展了有限元数值模拟与热成像检测实验分析了各种技术的优势所在。国内的哈尔滨工业大学、火箭军工程大学等为基于红外锁相热成像技术的热障涂层无损检测与评价研究做了积极探索。火箭军工程大学利用红外锁相热成像技术对涂层厚度进行检测,并表明该技术可实现对涂层厚度的快速检测,且检测精度可达到95%。哈尔滨工业大学利用红外锁相热成像检测技术和热波信号相关提取算法对热障涂层脱粘缺陷进行检测,并研究了光源功率、分析周期数和激励频率大小等对检测结果的影响。随后,哈尔滨工业大学利用激光激励红外锁相热成像技术高精度地量化了SiC涂层碳/碳复合材料的薄涂层厚度分布的均匀性。上海交通大学针对热障涂层内部裂纹缺陷的快速无损检测与评价,也提出了一种基于多阈值分割和堆叠受限玻尔兹曼机算法的红外热成像无损检测技术。红外热波雷达成像检测技术红外热波雷达成像作为一种新兴的无损检测技术,其高信噪比、大探测范围等突出优势更利于热障涂层次表面脱粘缺陷的高精度无损检测。而目前关于热障涂层红外热波雷达成像无损检测与评价的研究还鲜有报道,目前仅有国内的哈尔滨工业大学和东南大学针对热障涂层红外热波雷达成像无损检测开展了相关的理论与热成像检测实验研究工作。哈尔滨工业大学利用红外热波雷达成像技术对热障涂层脱粘缺陷进行检测,该技术利用线性调频信号调制光源强度,并引入了互相关和线性调频锁相提取算法,研究表明该技术可实现热障涂层脱粘缺陷的有效检测。东南大学基于Green函数法,对热障涂层光热传播理论进行了较为深入的研究,并提出了一种先进非线性调频波形的脉冲压缩热成像检测技术,可实现热障涂层次表面脱粘缺陷的高信噪比、大探测深度的高分辨率检测。结束语本文介绍了红外热成像技术在FRP复合材料和热障涂层无损检测应用中的研究现状和进展,通过文献调研和相关研究结果分析,可发现,由于FRP复合材料和热障涂层的复杂结构特性,使得传统的无损检测技术无法较好地实现高效可靠的无损检测与评价。作为新兴的无损检测技术,红外热波雷达成像技术由于具有高分辨率、大探测深度、检测结果直观等突出优点,为FRP复合材料和热障涂层的高精度无损检测与评价提供了新契机。此外,在对FRP复合材料和热障涂层红外热成像无损检测进行研究的过程中,笔者也发现,红外热成像无损检测技术的发展还面临着一些主要瓶颈制约问题,也促使红外热成像检测技术须向多样化、智能化、集成化和多源信息融合方向发展,呈现出以下发展趋势:1)多样化传统无损检测方法和红外热成像等新型无损检测技术都有其各自的优缺点及适用范围,随着检测对象的多样化和检测要求的多元化,所需要的检测手段也呈现多样化发展的趋势,具体体现在:①热激励源由卤素灯、超声和电磁等向半导体激光器、相控阵超声等其他热激励形式发展;②随着计算机和电子信息技术的快速发展,传统的红外脉冲热成像和红外锁相热成像向着新兴的先进激励波形脉冲压缩热成像或热波雷达成像检测技术方向发展。2)智能化近年来人工智能技术的快速发展使得基于深度学习模型的红外目标识别与跟踪方法取得了巨大进步,这无疑为红外热成像无损检测技术的进一步发展提供了很好的发展契机。深度学习方法的高识别率特点使其在红外目标特征识别、红外图像分割与分类方面性能优异,在精度和实时性方面,甚至远远赶超传统检测方法。人工智能赋能红外热成像检测技术,有望取代人工判断,推动红外热成像无损检测技术向着智能化检测方向发展。3)集成化红外热成像检测系统通常需要激励热源、红外热像仪、光路等调节装置、固定装置等模块,体积较大、结构较为复杂,且仍需人工或仪器自动采样。为满足实际无损检测应用中原位测量及低能耗的需求,红外热成像检测技术需逐步向小型集成化方向发展,最终实现无损检测现场的便携式携带和操作。4)多源信息融合发展多源多模态热成像数据能比单一热成像数据提供更多的关键信息,此外,在信息呈现和表达上,多来源、多模态红外热成像数据还增加了无损检测结果的鲁棒性。因此当检测要求较高时,常常需要采用优势互补、多种检测方法相结合的方式,通过多源多模态热成像数据的融合与集成,最终提供优质、高效、安全、可靠的无损检测解决方案。因此,红外热成像技术也需向多源信息融合方向发展。
  • 国产微波消解仪对食品安全监测的作用
    在日常生活中,食品占据不可或缺的地位,食品安全问题一直以来都受到人们的广泛关注和重视,食品存在安全问题,就会让人们的身体健康遭受到严重的威胁,而且还会影响到人们的日常生活和国家经济的发展。因此,对食品进行检测是必要的。通常检测食品中元素含量的方法有光谱法和质谱法。检测前样品都要经过前处理,一般采用湿法消解、高温灰化和微波消解等。其目的都是为通过灰化或消解,去除有机物,将待测元素定量溶于溶液中,方便仪器分析检测。目前实验室样品前处理更推荐微波消解法,微波拥有较强的穿透力,频率高,可使被加热物料内部分子间产生剧烈振动和碰撞,导致加热物体内部的温度快速升高,即所谓的“内加热”,优于传统的先加热物体表面,然后热能由表及里,即所谓的“外加热”技术。而且与常规的湿法消解和高温灰化相比,微波消解法的优点多:省时省酸、空白值低、污染小、安全等。难怪现在实验人员普遍喜欢使用微波消解仪。如果是做湿法消解,全自动石墨消解仪会适合多点,因为湿法消解过程中是需要值守的,而全自动石墨消解仪可以自动加酸摇匀消解定容一站式完成。微波消解仪如何助力食品安全检测工作?微波消解仪可针对食品中的一些微量金属元素进行检测,其中包括Fe、Mn、Hg、Cr、Ca等。在针对这些进元素进行检测的时候,比较适合的方法包括AAS、AFS、ICP-AES等。同时,对比进口和国产微波消解仪各方面,发现部分国产的在性能和质量上并不输给进口的。像是国产品牌格丹纳,其微波消解仪压力参数高,对于一些难消化的物质(如乳粉和油)也能消化得好,而且耗材也便宜。此外,微波聚焦设计和能量化设计既可以实现快速的加热、冷却还能保证微波的单一性和均匀性,在遇到紧急检测的情况下有望成为样品前处理过程中不可或缺的“利器”。
  • 国科大杭州高等研究院陈效双团队:基于六方氮化硼封装技术的钽镍硒非制冷红外光电探测器
    近日,国科大杭州高等研究院物理与光电工程学院陈效双研究员团队提出了一种通过六方氮化硼封装技术,实现从520 nm到4.6 μm工作波长的钽镍硒(Ta2NiSe5)非制冷红外光电探测器(PD)。该探测器在室温空气环境条件下具有较低的等效噪声功率(4.5 × 10−13W Hz−1/2)和较高的归一化探测率(3.5× 1010cm Hz1/2W−1),而且通过表征时间、偏置、功率和温度依赖等多方面因素,研究其不同波长辐射产生光电流的多重机制。此外,还展示了器件的偏振灵敏度和在不同的可见光、近红外、中波红外波长范围内的多功能成像应用。这些结果揭示了多功能的探测模式,为设计新型的纳米光电器件提供了一种新的思路。该成果以“H-BN-Encapsulated Uncooled Infrared Photodetectors Based on Tantalum Nickel Selenide”为题发表在期刊Advanced Functional Materials上(IF=19)。本工作也得到了国家自然科学基金委、上海市科委、中国科学院和浙江省自然科学基金委等项目的资助。本文利用干法转移堆叠,采用平面h-BN封装的金属-Ta2NiSe5-金属(源极和漏极)结构设计了Ta2NiSe5基PDs,如图1a所示。图1b的左侧面板显示了横截面透射电子显微镜图像,并证明原子堆中没有污染或无定形氧化物。图1d显示了在黑暗条件下和不同功率强度的激光照射(1550nm)下的I-V特性的比较,显示了近线性行为,表明Ta2NiSe5薄片和Cr/Au电极之间具有良好的欧姆接触。如图1e所示,对于窄带隙半导体Ta2NiSe5,光激发载流子的短瞬态寿命减少了电荷分离时间。Ta2NiSe5的高迁移率可以实现电场驱动的光生载流子的快速传输,降低复合的概率。520 nm至2 µm范围内的光响应机制被认为是光电导效应(PDE)。由于PDE,带间跃迁产生的电子-空穴对被施加的电场分离,并被图1h左侧面板中的电极收集。在可见光和近红外光谱中吸收光子,只要它们具有超过带隙的能量,就会触发电子-空穴(e-h)对的产生,从而调节材料的电导率。随后,这些产生的e-h对在外部电场的诱导下分离,产生光电流。基于Ta2NiSe5的PD在1550 nm处0 V和±1 V的扫描光电流映射(图1h)很好地验证了上述光电流起源的推测。图1. Ta2NiSe5基PD在大气环境中不同激光波长和功率下的光电特性。(a)基于Ta2NiSe5的PD的示意图。(b)Ta2NiSe5基PD的横截面TEM图像和相应的元素映射。(c)剥离的Ta2NiSe5纳米片的SEM图像和EDS元素图谱。(d)在1550 nm激光照射下,不同功率下的Iph-Vds曲线。(e)基于Ta2NiSe5的PD的单个响应过程,Vds为1V。(f)从具有绝对值的I-t曲线中提取的Vds和Plight相关光电流。(g)在1V偏压下基于Ta2NiSe5的PD下的光电流的线性功率和亚线性功率依赖性。(h)1550 nm激光照射下典型Ta2NiSe5基PD的扫描光电流图,以及−1、0和1 V偏压照射下从Ta2NiSe5到电极的光生载流子传输过程的说明。泡利阻塞抑制了在4.6 μm(0.27 eV)处产生电子-空穴对的直接光学跃迁。热效应机制被认为是控制MWIR区域光探测过程的潜在物理机制,如光热电效应和辐射热效应。对于辐射热效应的贡献,不需要外部偏置来产生光电流,如图2a所示,而不是依赖于自供电的工作模式。辐射热效应是指沟道材料由于吸收均匀的红外辐射而引起温度升高,从而导致电导率或光吸收等电学或光学性质变化。值得注意的是,辐射热效应需要外加电场。为了确定控制MWIR探测过程的主要机制,光响应被记录为功率和Vds的关系。光电流呈现负极性、零极性和正极性三个特征区域,分别对应图2a中的区域I、II和III。通过测量Ta2NiSe5基PDs电阻的温度依赖性(4-400 K),器件电阻的温度依赖性表现出典型的半导体热激发输运性质,表明热效应可以有效地增强器件电导(图2b)。电阻的温度系数(TCR)是辐射热效应的一个关键指标,在Vds=1 V时,Ta2NiSe5基PDs的TCR为-1.9% K-1。与快速的可见光-近红外光响应相反,在关闭光后漏极电流缓慢恢复,响应时间≈24 ms(图2c)。辐射热效应可以解释明显的光响应与缓慢的下降和上升时间,而不是光电导效应。该值是典型的辐射热特性(1-100 ms),因为吸收MWIR光子后热电子的能量转移到晶格,进一步改变沟道电导。此外,在传热和耗散过程中,h-BN利用极高的导热系数有效地消散探测器产生的热量。光电流的产生分为两种状态。首先,沟道材料在吸收MWIR光子后改变自身电导率,其次,通过驱动外电场产生光电流(图2d)。与PTE中取决于塞贝克系数的光电流符号不同,辐射热光电流的符号取决于外部电场。为了直观地揭示Ta2NiSe5基PDs的光响应机制,本文利用扫描光电流成像技术对光电流分布进行成像(图2e)。在0 V偏置照射下,几乎没有观察到光电流,而在±1 V的外偏置照射下,整个沟道的光电流相当均匀。诱导的电导变化可能是入射光下温度升高期间产生电流的载流子数量变化的结果。Ta2NiSe5基PDs具有独特的性能,它们可以在室温下工作而不会性能下降,这使得它们有希望用于辐射热探测应用。此外,该器件无需p-n结即可工作,简化了制造过程。图2. 基于Ta2NiSe5的PD在4.6 µm光照下的光响应。(a)从I-t曲线中提取的Vds和Plight相关光电流。(b)Ta2NiSe5纳米片电阻的温度依赖性。(c)Vds为1V的基于Ta2NiSe5的PD的单个响应过程。(d)基于Ta2NiSe5的器件在4.6 µm激光照射下的晶格加热的典型示意图。(e)4.6 µm激光照射下典型Ta2NiSe5基PD的扫描光电流图,以及−1、0和1 V偏压照射下测辐射热机制器件的能带对准。接下来,520 nm-4.6 µm波长范围内的光的光谱响应度如图3a(左纵轴)所示,在4.6 µm处峰值为0.86 A W−1。在图3a(右纵轴)中,在不同激发波长上进行的EQE测量表明,随着波长的增加,EQE逐渐下降。由入射光子和晶格振动之间的相互作用产生的有限的能量转换效率,以及两端电极的有限收集,通过阻碍入射光子到光生载流子的有效转换,降低了材料的量子效率。重要的是,从可见光到MWIR光谱范围(520 nm-4.6 µm)实现了0.23至82.22的EQE值。与许多传统报道的基于低维材料的PD相比,基于Ta2NiSe5的PD的EQE显著更高,如图3b所示。从1 Hz到10 kHz测量的电流噪声功率谱如图3c所示,然后将NEP计算为NEP=in/RI(图3d),其中在520 nm处获得的最小NEP≈0.45 pW Hz−1/2,在4.6 µm处获得的最低NEP≈18 pW Hz−1/2。基于Ta2NiSe5的PD的较低NEP证明了它们区分信号和噪声的优异能力。图3e显示了与传统大块材料和基于2D材料的PD相比,基于Ta2NiSe5的PD在不同偏压下的波长依赖性特异性检测。对于光电导和测辐射热计响应,D*显示出3.5×1010至8.75×108cm Hz1/2W−1的轻微波动。我们的PD的D*与最先进的商业PD相当,并且高于基于可见光到中红外区域的2D材料的PD。图3. 基于Ta2NiSe5的PD的可见光至MWIR区域的宽带光响应。(a)Vds=1时RI(蓝色实心正方形)和EQE(红色实心圆)的波长依赖性。(b)基于Ta2NiSe5的PD与2D和块体材料PD的EQE的比较。(c)从1 Hz到10 kHz测量的电流噪声功率谱。(d)基于Ta2NiSe5的PD与以前的PD的NEP性能比较,插图显示了NEP的波长依赖性。(e)不同波长下的比探测率(D*)与基于2D材料的最先进的其他PD以及商用红外PD的比较。为了确定基于Ta2NiSe5的PD的偏振依赖性,我们进行了如图4a所示的实验。垂直入射光使用格兰泰勒棱镜进行偏振,通过旋转半波片同时保持恒定的激光功率来改变样品的激光偏振方向和b轴之间的关系。对最具代表性的638 nm激光偏振特性进行研究,图4b,c显示,随着极化角的变化,光电流表现出显著的周期性变化,最大值和最小值分别沿Ta2NiSe5纳米片的b轴和a轴方向获得。值得注意的是,图4c中的偏振依赖性光响应图显示了由于Ta2NiSe5晶体的[TaSe6]2链的潜在1D排列而导致的两片叶子的形状。最终结果显示,各向异性比(Iph-max/Iph-min)达到约1.47,表明基于Ta2NiSe5的PD的整体性能优于大多数其他报道的PD,如图4f所示,并为设计未来的多功能、空气稳定的光电子器件提供了广阔的前景。图4. 基于Ta2NiSe5的PD的偏振敏感光电检测。(a)利用Ta2NiSe5材料的基于纳米片的偏振敏感光电探测器的示意图。(b)在638 nm激光源下记录的光偏振方向为0°至360°的时间分辨光响应。(c)在638 nm偏振激光下,Vds为−1至0V的光电流中各向异性响应的各向异性响应图。(d)通过在638 nm激光下扫描Ta2NiSe5基PD获得的光电流图,偏振角从0°到180°不等。(e)创建极坐标图以显示在638 nm线性偏振激光照射下在40、36和17 nm厚度下产生的角度分辨光电流。(f)与其他常用的2D和1D材料相比,光电流各向异性比和光响应范围。为了充分探索基于Ta2NiSe5单元的PD在多应用成像中的潜力,如图5a所示构建了一个成像系统。采用逐点或逐像素覆盖整个物体区域,用聚焦的可检测光束照射物体,PD检测到的光电流信号由锁定放大器、前置放大器和计算机收集,计算机记录位置坐标生成高质量图像。为了测试基于Ta2NiSe5的PD的成像能力,将具有“HIAS”图案(15 cm×5 cm)的中空金属板放置在520 nm激光器前面,并以优于0.5 mm的高分辨率成功捕获了所产生的成像,如图5b所示。通过控制外部偏置,可以改变PD在638 nm照明下的响应,并成功实现物体成像清晰度,如图5c所示。在NIR范围内,在基于Ta2NiSe5的PD中获得了覆盖载玻片的钥匙锯齿状边缘的高对比度图像(图5d)。此外,基于Ta2NiSe5的设备在近红外和MWIR区域都表现出高度稳定的响应,确保了高对比度成像以智能识别宏观物体。为了证明这一特性,在1550 nm和3.2 μm处实现了复合物体(硅片和长尾夹)的双通道成像。如图5e所示,近红外光只能检测到一半的长尾夹,而MWIR辐射可以显示整个长尾夹。结果证明了基于Ta2NiSe5的PD在军事和民用应用中检测隐藏物体的潜力。图5. Ta2NiSe5基PD的光电成像应用。(a)使用PD作为成像像素的成像系统的示意图。(b)520 nm处的“HIAS”物体(上图)和相应的高分辨率成像图(下图)。(c)在638 nm处,Vds为0.05、0.1、0.5和1 V的“H”对象。(d)1550 nm覆盖载玻片的钥匙成像。(e)在1550 nm和3.2 µm处被硅片部分隐藏的长尾夹的成像。本文揭示了h-BN封装的Ta2NiSe5基PD在环境条件下在520 nm至4.6 µm的宽光谱范围内工作的特殊光电特性,受光电导和测辐射热效应的控制。光电探测器同时表现出宽带和快速的光电探测能力,具有显著的响应性,超过了现有商业室温探测器的性能。基于Ta2NiSe5的PD的室温响应度达到了34.44 AW−1(520 nm)、32.14 AW−1(638 nm)、29.81 AW−1(830 nm)、20.92 AW−1(1550 nm),16.58 AW−1(2 µm)和0.86 AW−1(4.6 µm)。基于Ta2NiSe5的PD的独特光学特性使其适合于各种应用,包括传感、成像和通信,并且它们与其它2D材料的集成可以进一步增强它们的性能和功能。因此,这项工作的研究为利用2D材料设计稳定的光电探测器铺平了道路,为推进下一代红外光电子研究的发展做出了贡献。论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202305380
  • 上海沛欧全自动定氮仪连续五年在国家质检总局中标
    喜讯 2018年4月20日国家质量监督检验检疫总局,发布了2018年专用仪器设备采购项目(招标编号:0702-1841citc5m03)中标公告,上海沛欧分析仪器有限公司成功中标。中标产品:skd-3000全自动凯氏定氮仪、skd-20s3红外石英消化炉、skd-1000全自动凯氏定氮仪、skd-20s2红外石英消化炉。(skd-3000全自动凯氏定氮仪是skd-2000的升级产品。2014年,全自动凯氏定氮仪skd-2000荣获“上海科委高新技术转换项目”2017年荣获“中国仪器仪表成果转化奖”,skd-1000全自动凯氏定氮仪在2016立项,滴定采用国际标准颜色法判断。 全自动凯氏定氮仪的核心技术是滴定终点判断的方法,国际上都认可“颜色终点判断技术”是目前最合理的方法,上海沛欧在几年的定氮仪生产过程,对技术的理解基础上,经过三年的研究掌握了该技术,并在该技术的基础上开发了定氮仪颜色判定法检测过程的实时显示方法,俗称“三条曲线”该技术获得了“发明专利”的授权。该技术解决了“氨气是否蒸馏完全?” 红外石英消化炉,是蛋白质检测的样品前处理仪器。skd-20s3红外石英消化炉靠红外加热、石英辐射来加热样品,升温快,热惯性小,温控准确。仪器采用新一代液晶显示控温仪,升温曲线实时显示,pid控制技术。炉孔温度和升温速率可调,升温速度快且杜绝挂壁,仪器标配不锈钢排污罩,使消化过程中产生的so2等有害气体,通过排污管经抽吸泵排走,有效的抑制有害气体的外逸,仪器节能环保。(2018年国家质检总局中标通知书)您给沛欧的是信任,沛欧还您的是价值!
  • 30min搞定植物转基因检测——盘古快速定量PCR系统
    导读3月19日,农业农村部种业管理司公告显示,27个转基因玉米和3个转基因大豆品种通过初审。这是继2023年末首批51个转基因玉米、大豆品种通过国家品种审定后,第二批通过初审的转基因玉米、大豆品种。这一成果不仅标志着我国农业科技创新迈出了坚实的一步,也为我国农业可持续发展注入了新的活力。植物转基因技术是指把从动物、植物或微生物中分离到的目的基因或者经过修饰的基因导入植物体内,使目的基因能够在受体内进行稳定的表达和遗传,从而使植物具有人们所需要的性状(如抗病、抗虫、抗逆等)的方法。转基因是一种分子杂交育种的方式,是一种更准确、更高效、更有针对性的定向杂交。转基因植物的构建转基因技术已经成为全球发展最成熟、应用最广泛的生物育种技术,为农作物的遗传改良提供了广阔的前景。大豆、玉米、棉花、油菜是全球最主要的转基因作物,本世纪以来,以上四种转基因作物全球总种植面积占比均在98%以上。全球转基因作物的商业化种植面积,在2019年已经达到了1.904亿m² ,1996-2019年转基因作物的累计种植面积已经达到27亿m² 。通过对作物进行转基因检测,能帮助农业部门快速了解转基因农产品的情况并对其进行针对性控制,为转基因作物安全监管提供有力的技术支持。艾普拜生物一直致力于为用户提供新型生命科学研究仪器和分析产品以及优化的整体应用解决方案。在转基因成分的快速检测方面,艾普拜生物也有一整套的解决方案。核酸提取使用样本DNA直提试剂,裂解速度快,无需额外加热,6分钟内即可完成。核酸快速扩增试剂重复性好,稳定性高,快速qPCR扩增。核酸检测试剂盒该系列转基因检测试剂盒,特异性强,灵敏度高,可用于转基因株系的快速检测,大大提高检验效率。快速qPCR检测
  • 滨松激光加热光源助力更高效、更精确的激光焊接
    如今,用激光进行塑料焊接(Plastic Welding)以及锡焊(Soldering)已是一种十分常见的加工方法。非接触性、高自由度、高速度、高精密是此类方法的突出优点。然而,需要达到理想的焊接效果,怎样的加工条件是最好的?我们都知道,假如使用放大镜将光聚焦在一张纸上,如果纸是黑色的,就很容易被点燃,白色的则相对困难,这是由其温度升高情况不同而造成的。激光加工也是一样,拿塑料焊接来说,待加工的塑料往往颜色、厚度各异,如果不去测量加工过程中物体表面的温度,则难以准确判定是否达到了预期的加工效果。对于新的待加工物来说,找到理想的加工条件就将花费很多时间。 可以说,温度信息是缩短寻找最佳加工条件周期的一项重要参数。以前,加工操作和合格判定多是通过交由经验丰富的工人来获得保障。但这种依赖于“人”的模式,显然不能满足工业发展的需求。如果能把握温度信息的反馈,就可实现“可视化”,即便是经验尚浅的人,也能进行精确高效的加工。那么,我们要如何获取此信息呢? 将温度信息一滴不差的收起来 获得温度信息的唯一方法,是测量来激光自加工过程中的红外光强度。但这里我们需要捕捉的,是高能量激光中那缕极其微弱的红外光,前后者的强度比率大约是一亿比一。常规操作是无效的,拥有极高灵敏度的弱光探测器才能派上用场。此外,红外光产生与物体被照的位置是一致的。想要精确测量,观测点和照射点的形状、位置都须做到同步。然而,受制于工艺水平,目前市面上许多此类激光器的该两部分是分离的,使用时主要通过一些人为的调试来尽可能保障效果,易用性和精确性都不够理想。 而滨松激光加热光源LD-HEATER及SPOLD,可以将以上问题都解决。滨松激光加热光源将激光照射和红外探测都集成在了同一个激光头中。因此,不必进行光轴调整,照射和探测就可完美的同步进行。由于照射光和监控信息的光程相同,所以不管大小、近远、光的形状,观测到的都是相同的。而滨松本身十分擅长微弱光的探测,探测器的灵敏度即可以得到很好的保障。高精度的实时温度监测技能加身后,会有怎样的直接变化呢?曾有客户反馈,在以前,新待加工物从试生产到批量生产,需半年左右(包括修正模具的时间)。配备滨松LD-HEATER后,大概仅需1/3的时间就可完成。如今,已有激光加热光源设备在客户的产线中工作了10年,且保持了0故障率。如此超高的稳定性,也为带来了生产效率的提升。 LD-HEATER和SPOLD有何不同? 这里我们提到了两个不同的名字,LD-HEATER以及SPOLD。同是激光加热光源的它们有什么不同呢? LD-HEATER是多功能的,实时温度监测功能为其标准配置,适用于试生产时期的加工条件寻找,以及问题分析。秉承即使是不完全了解激光的人都可以使用的理念,滨松工程师在开发时也考虑了足够的安全性。而SPOLD更低廉、更小巧、更多产品系列,易于在大规模生产现场使用。它是尽可能简化了的光源,以期能集成到其他的设备中。 不过,两者在许多核心的基本性能上是相同的。除了上述的高稳定性外,最为突出的则是其内部均配备了光束整形系统,输出的直接为平顶光,保证了加工的高效以及高度均匀性。如今某球知名的智能腕表生产商已将此系列激光加热光源置入了其产线中,其焊接达到的高防水性则让客户十分满意。此外, OLED屏的焊接也是目前的一个典型应用,其可进行高质量的无损拆解,这也源于激光器核心性能的保障。 简单来讲,LD-HEATER与SPOLD在生产的不同阶段扮演着不同的角色。在LD-HEATER给出加工条件后,可将相对低成本以及内嵌式的SPOLD配备入大规模生产系统,以保障已确定的加工条件与预期相同。而一旦实际生产中出现问题,也可以继续使用LD-HEATER找到问题所在。 不过,并不是所有SPOLD都配备了实时温度监测功能,客户可根据自身的需求进行选配。而此功能发挥的作用与LD-HEATER的也不尽相同,我们将此称为LPM(Laser Process Monitor,激光过程控制器)。 低成本,实现批量生产时的加工质量监控 一般来讲,激光加工的时间很短,在线探测异常并尽快做出反应非常重要。在实际生产现场,可能会发生很多难以直接察觉的未预料到的事情,比如设备或磨具状态的变化。而这些变化很可能导致待加工材料随着时间而改变,进而影响到最终的加工效果。而通过温度差异则可探知异常的发生,装配了LPM的SPOLD在加工中就可实现这样监测。 滨松目前提供3款配备LPM的SPOLD:L11785-61M,L12333-411M/-511M LPM采集由热产生的红外光后,可输出相应的模拟信息。如果加工出错,红外光的强度就会改变,LPM输出值也会不同。也就是说,其可以提供的是一个信息对比。如果是稳定的设备和材料,执行稳定正确的加工过程,输出信号也将是稳定的。一旦出现异常的信号,则可判定加工过程存在异常。 不过LPM并不是一个单独的模块,只能装配在SPOLD中才可很好的发挥作用。带有LPM的SPOLD只通过一根光纤来同步完成激光照射与红外探测,同样不用进行调整,也能确保加工区域和红外光信息获得区域是统一的。 当然,滨松也提供不带有LPM的SPOLD产品,可实现更低的成本,以及更小的体积。 不带有LPM的SPOLD系列:L11785,L13920 除了性能优异的产品外,由于产品研发是从应用端开始着手的,滨松对于不同材料之间的加工工艺非常熟悉,因此还可向客户提供帮助进行工艺选择的增值服务。 滨松最早的激光技术起源于激光核聚变的研究。为实现激光核聚变的能源开发,滨松与大阪大学的激光工程学院合作,共同推进用于固态激光激发的高功率输出LD的研发,在不断成熟的过程中,滨松也希望将自身的激光技术带入产业应用中。以此为原点,便积极推进了各种激光技术的研发。结合自身在光子技术应用中的广阔视野和经验,以期为激光技术打开新的应用领域。
  • 可调谐红外双波段光电探测器,助力多光谱探测发展
    红外双波段光电探测器是重要的多光谱探测器件,特别是近红外/短波红外区域,相较于可见光有更强的穿透能力,相较于中波红外可以以较低的损耗识别冷背景的物体,因此广泛应用于民用和军事领域。当前红外双波段探测器主要面临光谱不可调谐,器件结构复杂而不易与读出集成电路相结合的挑战。据麦姆斯咨询报道,近日,合肥工业大学先进半导体器件与光电集成团队在光电子器件领域取得重要进展,研究团队研发了一种光谱可调谐的近红外/短波红外双波段探测器,相关研究成果以“Bias-Selectable Si Nanowires/PbS Nanocrystalline Film n–n Heterojunction for NIR/SWIR Dual-Band Photodetection”为题,发表于《先进功能材料》(Advanced Functional Materials, 2023: 2214996.)。第一作者为许晨镐,通讯作者为罗林保教授,主要从事新型高性能半导体光电子器件及相关光电集成技术方面的研究工作。该研究使用溶液法制备了硅纳米线/硫化铅异质结光电探测器(如图1(a)),工艺简单,成功将硅基探测器的光谱响应拓宽到2000 nm。基于有限元分析法的COMSOL软件分析表明,一方面,有序的硅纳米线阵列具有较大的器件面积,提升了载流子的输运能力,且纳米线阵列具有较好的周期性,入射光可以在纳米线结构之间连续反射,产生典型的陷光效应。另一方面,小尺寸的纳米线阵列可以看作是微型谐振器,可以形成HE₁ₘ谐振模式,增强特定入射光的光吸收。通过调制外加偏压的极性,器件可以实现近红外/短波红外双波段探测、近红外单波段探测、短波红外单波段探测三种探测模式的切换。器件还具有较高的灵敏度,在2000 nm光照下的探测率高达2.4 × 10¹⁰ Jones,高于多数短波红外探测器。图1 双波段红外探测器结构图及相关仿真和实验结果图2 偏压可调的近红外/短波红外双波段探测及探测率随光强的变化曲线此外,该研究还搭建了单像素光电成像系统(如图3(a)),在2000 nm光照下,当施加-0.15 V和0.15 V偏压时,该器件能对一个简单的英文字母实现成像。但是不施加偏压时,缺无法清晰成像。这表明只需要对器件施加一个小的偏置电压时,就可以将成像系统的工作区域从近红外调整到短波红外,具有较高的灵活性。图3 光电成像系统及成像结果这项研究得到了国家自然科学基金、安徽省重点研发计划、中央高校基本科研业务费专项资金等项目的资助。
  • 红外气体分析仪技术之焦炉煤气脱硫为什么要选择负压脱硫?
    国内外对焦炉煤气的脱硫工艺分为正压脱硫和负压脱硫二种。某公司焦炉煤气净化一开始采用HPF正压脱硫工艺,但脱硫效率低,且正压脱硫需将煤气冷却,送入脱硫塔进行脱硫、脱氰,经过脱硫后,煤气进入硫铵单元,又需对煤气进行预热,煤气经过冷却、预热存在较大的能源浪费,不利于节能降耗生产,对此该公司将正压脱硫工艺改为负压脱硫工艺,采用红外气体分析仪(防爆型)Gasboard-3500对脱硫效果进行监测,项目运行3年来,脱硫效率提高,节能效果显著,具有良好的经济效益和环保效益。 一、正、负压脱硫工艺对比1、正压脱硫工艺 从鼓风机来的约55~60℃的煤气,先进入预冷塔,用循环水冷却至30℃左右,然后进入脱硫塔。预冷塔用冷却水自成循环系统,从塔底排出的热水经循环泵送往冷却器,用循环冷却水换热后进入预冷塔顶部喷洒用于冷却煤气,预冷循环水定期进行排污,送往机械化澄清槽,同时往循环系统中加入剩余氨水予以补充。 从预冷塔来的煤气进入脱硫塔底部与塔顶喷淋的脱硫液逆向接触,脱除H2S、HCN后由塔顶溢出去往硫铵单元。 从脱硫塔底排出的脱硫液经液封槽进入反应槽,再由脱硫液循环泵送出,一部分经过冷却器冷却后与另一部分未冷却液体混合后经预混喷嘴送入再生塔底部,同时在再生塔底部鼓入压缩空气,使脱硫液在塔内得以再生,再生后的脱硫液于塔上部经液位调节器流至脱硫塔循环喷洒使用,上浮于再生塔顶部扩大部分的硫泡沫利用液位差自流入硫泡沫槽,产生的硫泡沫用泵送至离心机离心分离,滤液返回反应槽,硫膏装袋后外销。 脱硫所用成品氨水由蒸氨每班送至脱硫反应槽加入脱硫液循环系统。 2、负压脱硫工艺 电捕来的约25℃煤气进入填料脱硫塔底部,与塔顶喷洒下来的再生溶液逆向接触,吸收煤气中的H2S和HCN(同时吸收煤气中的NH3,以补充脱硫液中的碱源)。脱硫后煤气进入鼓风机单元。脱硫塔底吸收了H2S、HCN的循环液,经脱硫液泵进入再生塔底预混喷嘴(脱硫液温度高时,部分进入板框式换热器进行冷却),与压缩空气剧烈混合,形成微小气泡后进入再生塔底部,沿再生塔上升过程中,在催化剂作用下氧化再生。再生后的脱硫液于再生塔上部经液位调节器进入U型管后,进入脱硫塔顶分布器,循环喷淋煤气。 上浮于再生塔顶部扩大部分的硫磺泡沫利用液位差自流入硫泡沫槽,产生的硫泡沫用泵送至板框式压滤机,滤液进入放空槽后,由放空槽自吸泵送至脱硫塔底继续循环使用,硫膏装袋后外销。脱硫所用成品氨水由蒸氨每班送至脱硫塔底,加入脱硫液循环系统。 3、正、负压脱硫运行指标对比 在同等煤气发生量情况下,采用红外气体分析仪(防爆型)Gasboard-3500对正负压脱硫工艺的脱硫效果进行对比监测,再综合脱硫工艺各方面运行参数,可得出正压脱硫与负压脱硫运行指标如下。 由上表可知,负压脱硫较正压脱硫,脱硫塔入口煤气温度降低了6℃,脱硫液温度降低了5.5℃,脱硫液温度的降低,有利于挥发氨(游离氨)浓度的提高,挥发氨浓度提高了5.2g/L;副盐浓度由300g/L以上降低至250g/L以下,降低了52.8g/L,副盐浓度的降低有利于脱硫效率的提高,脱硫效率由86.3%提高至99.0%,提高了12.7%。 二、正、负脱硫工艺特点对比1、 温度变化 正压脱硫位于鼓风机后,进入脱硫工段的煤气温度约55~60℃,而脱硫反应适宜温度为25~35℃左右,脱硫工段后为硫铵工段,而硫铵工段适宜吸收反应温度为50~55℃,因此煤气经正压脱硫进入硫铵工段需对煤气现冷却再加热,存在较大的能源浪费。 负压脱硫位于电捕后,鼓风机前,进入脱硫工段的煤气约25℃,满足脱硫吸收、再生要求,而经过风机后的煤气直接进入硫铵工段,避免了对煤气冷却和预热,温度变化梯度更加合理,节约了冷能和热能,降低了系统能耗。 2、游离氨浓度 HPF法脱硫是以氨为碱源的湿法氧化脱硫,吸收过程为化学反应,即通过吸收煤气中的氨(或外加氨水),增加氨的浓度提高对硫化氢、氰化氢等物质吸收效率,脱硫液中游离氨的浓度越高越有利于脱硫反应。 正压脱硫经过预冷后煤气温度一般在30℃左右,负压脱硫煤气温度为25℃左右,其脱硫液温度较正压降低5℃左右,脱硫液温度低有利于氨的吸收、溶解,同时避免了正压条件下预冷喷洒液的直接接触吸收煤气中的氨。因此,负压脱硫工艺有效提高了游离氨(挥发氨)浓度,游离氨浓度由正压脱硫的4~6g/L提高至负压脱硫的10~12g/L,达到较高的吸收效率,进而提高了脱硫效率。 3、设备投资 负压脱硫与正压脱硫设备上相比,脱硫工段不再用预冷塔及其配套的循环喷洒泵、换热器等设备,硫铵工段不再用预热器,节约大量设备投资,占地面积减少近80m2。 负压脱硫根据工艺特点,不用反应槽,节省两个约150m3的反应槽,占地面积减少约120m2。 4、环保效益 负压脱硫再生尾气回收至煤气系统内,减轻对大气污染的同时,尾气中的氧气、氨气等有效组分进入脱硫吸收塔内,参与脱硫吸收、解离反应,进一步增强了脱硫效率。 三、负压脱硫经济经济效益 负压脱硫较正压脱硫减少预冷塔、预冷喷洒泵、预冷换热器、反应槽等设备;减少煤气冷却消耗循环冷却水量150m3/h;节省硫铵预热器蒸汽量1t/h(冬季)。因此负压脱硫较正压脱硫节省成本为: 1)降低循环消耗成本:节约循环水量为150m3/h,按0.5元/m3、年运行360天计,则年节约循环冷却水成本为150×24×360×0.5=64.8万元。2)降低蒸汽消耗:节约蒸汽量为1t/h,蒸汽按150元/t、冬季按120天计,则年节约蒸汽消耗成本为1×24×120×150=43.2万元。 3)降低设备投资成本:减少预冷塔、循环泵、换热器、反应槽等设备及工程投资费用约500万元。按设备折旧费用计,年降低投资费用50万元。 则年降低成本为:64.8+43.2+50=158万元。另外,脱硫效率的提高,降低了脱硫后煤气中硫化氢含量,进一步降低燃烧时二氧化硫排放量,环保效益显著。 四、结论 1、负压脱硫较正压脱硫减少预冷系统、反应槽等设备,投资费用低,占地面积小,操作简便。 2、负压脱硫较正压脱硫较好地利用了煤气温度变化梯度,避免煤气经过冷却再加热,降低了循环冷却水及蒸汽消耗成本,经济效益显著。 3、负压脱硫入口煤气温度、脱硫液温度较正压脱硫降低约5℃,挥发氨浓度提高至10g/L以上,提高了对硫化氢的吸收,进而提高了脱硫效率。 4、负压脱硫再生尾气全部并入煤气负压系统,实现了脱硫尾气“零”排放,改善了工作环境,降低了大气污染。 5、负压脱硫较正压脱硫效率显著提高,降低了煤气中硫化氢含量,进而减少燃烧时二氧化硫的排放量,具有显著的环保效益。(来源:微信公众号@工业过程气体监测技术)
  • 近红外应用 | 水果在线分选检测
    当我们走进水果店时,会发现同一种水果会分不同的价格售卖,而影响价格的主要原因是其品质,这时我们就会产生疑问 ➙什么样的荔枝核小而甜?什么样的西瓜皮薄瓤多脆又甜?我们今天来分享一些关于:如何用科学的方法区分不同品质的水果(当然也能区分同一类水果的不同产地与品种)随着生活质量提高和消费水平的改变,消费者对于水果品质不同的需求也就促成了水果的销售分级处理;利用非接触式水果分选检测技术,不断细分果品,以便满足不同消费市场的需求。什么是水果分选?一般来说,将其分为四类:大小、重量、外观品质(颜色、新鲜度)、内部品质 其中在内部品质分选中,主要判断的指标如下:糖度硬度酸度内部缺陷然而传统的破坏性检验方法不仅成本高,还造成资源浪费,因此光谱无损检测的方法成为一大趋势。水果分选机因其具有检测速度快、可同时检测多种内部成分等优点,近年在农产品内部品质检测方面发展迅速。其基本原理是:当用近红外光照射水果时,不同的水果内部成分对于不同波长的光学吸收和散射程度不同,而内部光谱也会随着水果内部成分质量分数的不同而发生变化。利用这一特性,即可根据近红外光谱特征分析水果中的主要成分及其质量分数。为什么是近红外光谱?近红外光谱近红外光谱属于分子振动光谱的倍频和主频吸收光谱,主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的,具有较强的穿透能力。近红外光主要是对含氢基团X-H(X=C、N、O)振动的倍频和合频吸收,其中包含了大多数类型有机化合物的组成和分子结构的信息。由于不同的有机物含有不同的基团,不同的基团有不同的能级,不同的基团和同一基团在不同物理化学环境中对近红外光的吸收波长都有明显差别,且吸收系数小,发热少,因此近红外光谱可作为获取信息的一种有效的载体。近红外光照射时,频率相同的光线和基团将发生共振现象,光的能量通过分子偶极矩的变化传递给分子;而近红外光的频率和样品的振动频率不相同,该频率的红外光就不会被吸收。因此,选用连续改变频率的近红外光照射某样品时,由于试样对不同频率近红外光的选择性吸收,通过试样后的近红外光线在某些波长范围内会变弱,透射出来的红外光线就携带有机物组分和结构的信息。通过检测器分析透射或反射光线的光密度,就可以确定该组分的含量。近红外光谱优劣势但是近红外经过两百多年的发展与应用开发,仪器的进步与算法的革新,仪器制造商与科学家们已经可以将越来越多的劣势规避,从而更好地发挥了近红外不消耗化学试剂,不污染环境等优点,因此也受到越来越多人的青睐。应用案例基于近红外光谱技术检测水果糖度(水分/黑心病【可见+近红外】)主要过程:(1)选取具有代表性的水果(2)通过漫反射或透射方式采集水果样品相关光谱数据;(3)对光谱数据预处理,消除不同因素对水果模型精度带来的误差,选择更有代表性样品的光谱数据;(4)采用国家和国际认证的化学分析方法测量水果样品成分的准确含量;(5)建立预测模型(6)未知水果样品近红外光谱的采集,然后用所建立的预测模型预测未知样品的成分含量。(7)用标准的化学分析方法测量未知水果样品成分的含量,验证所建立预测模型的准确性,然后对预测模型进行校正和优化。典型装置设计:三大功能模块:光路模块、附件模块、数据处理模块光路模块的光源对待测水果样品进行有效照射,通过光纤传递给光纤探头,再将透过水果样品的光谱信息进行收集,并通过光纤传递给数据处理模块的光谱仪。通过微处理器进行处理、计算和分析,从而完成对待测水果样品糖度的预测,在显示屏上获取结果,实现水果糖度的无损检测。由于水果的尺寸大小、果肉薄厚,糖酸度有高有低,且分布不均的情况,在光谱采集模块中有多种方式:图片来源:仪器信息网以下图为实际的光谱采集谱图案例▼▼▼脐橙原始光谱采集(可见+近红外)苹果吸收光谱(可见+近红外)香蕉的不同反射光谱(近红外)并做归一化平均草莓反射光谱(可见+近红外)正常与不同腐变程度的苹果透射光谱比较图(可见+近红外)化学计量学建模在完成光谱采集后,数据处理成为整个装置的核心步骤。再建立准确化学值与光谱信息之间的化学计量学模型。化学计量学模型的建立主要包括两个过程:校正和预测硬件:光谱采集模块① 光谱仪(近红外系列光谱仪,可见-近红外光谱仪)② 光源(海洋光学提供集成和光路设计方案,解决客户在光学部分的担忧;因集成到在线设备,我们推荐使用高度可集成化、高稳定性的光源,以适应在线设备的光路设计和长时间稳定运行。) ③ 光谱收集附件(可选配/定制/也可空间光耦合的光纤、准直镜附件,帮助客户解决系统中光传输和耦合问题。)软 件① 光谱读取软件定制/二次开发(Omnidriver/Seabreeze)② 近红外光谱建模软件(可根据需求选取不同建模软件)③ 数据传输与分选机制协议定制针对不同的水果产线和分选机制,为客户定制数据传输模块及协议方式。由于通讯方式的差异及需求差异,我们还可以为客户进行光谱仪器协议、固件等开发,实现同样光谱设备在不同应用中发挥其不同长处。理由1:触发准确性在水果分选设备产线中,光谱仪工作在外触发模式,当传输带送入一个水果到测量位置,立即触发光谱仪开始积分,积分时间100ms,因此对触发的准确性要求很高。而竞争对手的产品外触发时间不准确,如果产线使用的是高功率卤钨灯,多停留一段时间就有可能造成水果的热损伤。理由2:量产能力性机器人自动校正并保证每台设备的精准校调,确保每条产线的分选标准一致。理由3:量身定制在线系统中如果出现系统故障会影响整条产线的正常运行,我们可为客户定制系统运行自测协议,减少人为检验步骤,提高生产效率。本文来源:海洋光学关于海洋光学海洋光学作为世界领先的光学解决方案提供商,应用于半导体、照明及显示、工业控制、环境监测、生命科学生物、医药研究、教育等领域。其产品包括光谱仪、化学传感器、计量检测设备、光纤、透镜等。作为光纤光谱仪的发明者,如今海洋光学在全球已售出超过40万套的光纤光谱仪。关于爱蛙科技爱蛙科技(iFrogTech)是海洋光学官方授权合作伙伴,提供光谱分析仪器销售、租赁、维护,以及解决方案定制、软件开发在内的全链条一站式精准服务。如需了解更多详情或探讨创新应用,可拨打400-860-5168转5895客服电话。
  • 冠亚肉类快速水分测定仪中标商洛农检中心
    给活牛注水,之后这些牛被送到屠宰场屠宰,屠宰场和执法者在抽检过程中没有发现注水肉。近年来,随着城乡人民生活水平的提高,畜禽鲜肉的食用量越来越大,人们对鲜肉的质量要求越来越高。但不法商贩为谋取暴利,通过在宰杀前向食道注水、宰杀后向动脉管注水,以及在出售前用注射器直接向肌肉注水等等恶劣手段,生产出大量“注水肉”,欺骗消费者,危害人们的身体健康。为了尽快解除注水肉对人民群众生活的危害,便于市场监管部门执法, 但是肉类水份的测试,目前是市场上一大难题!因为肉类的水份很高,到底用什么方法可以快速、准确的测试出肉类的水份含量呢?针对此问题商洛农检中心公开招标。深圳冠亚研发部结合目前肉类**标准,向招标单位提供了SFY-30肉类快速水分测定仪(该型号为畜禽肉水分检测(GB18394-2001畜禽肉水分限量政府采购配套产品),能够快速准确检测注水肉含水率,让注水肉原形毕露。 冠亚肉类快速水分测定仪产品介绍: 深圳市冠亚水分仪科技有限公司技术研发总工表示,SFY-30肉类水分测定仪解决了注水肉检测领域关于测量准确性和测量速度之间的矛盾,该仪器采用热解重量原理设计的,是一种新型肉类行业水分检测仪器。避免了插针水分仪的误差大、没有精度、不能储存数据等缺点。注水肉水分测定仪在测量样品重量的同时,红外线加热单元和水分蒸发通道快速干燥样品,在干燥过程中,水分仪持续测量并即时显示样品丢失的水分含量%,干燥程序完成后,终测定的水分含量值被锁定显示。与国际烘箱加热法相比,红外加热源可以短时间内达到加热功率,在高温下样品快速被干燥,其检测结果与国标烘箱法具有良好的一致性,具有可替代性,且检测效率远远高于烘箱法。一般样品只需几分钟即可完成测定。该水分仪可广泛应用于一切需要快速测定肉类水分的行业,如猪肉、牛肉,鱼肉、食品、鸡肉、羊肉等行业中的实验室与生产过程中。 另外,SFY-30肉类水分测定仪体积小,重量轻,不受使用环境影响,不需要对送检物品进行预处理,使全部检测时间缩短为不到10分钟。这场快速检测功能使其成为市场工商管理部门的一种有效的检测工具。某工商管理部门工作人员表示:“在执行工作时,我们用SFY-30肉类水分测定仪进行监控,消除各种可能的注水肉隐患,可有效防止不法商贩损害消费者的健康和利益的行为。 目前,深圳冠亚水分仪科技有限公司的SFY-30肉类水分检测仪,产品以其测量准确高、快速的特点,被全国各大、屠宰点、执法部门受到广泛应用,各位消费者购买时,请注意鉴别SFY-30肉类水分仪的原装正品(备注:市场上有SFY30A,SFY20A均属非冠亚正品,购买时请注意仔细核对,以防买到贴牌品,造成你利益的损失)。冠亚肉类快速水分测定仪产品特点:●符合GB18394-2001畜禽肉水分限量政府采购配套产品●鲜肉、屠宰肉、冷冻肉、肉制品加工企业均可使用●肉类行业**指定快速水分检测仪●自主研发生产、核心技术产品,SFY商标8931081●是目前行业中通过ISO 9001:2008质量管理体系认证的产品。●打印机可随时打印测试结果、保证数据的真实性●质量过硬、仪器零耗材●操作简单,无需辅助设备●CMC计量许可证00000018号(生产许可证)●专利产产品,仪器专利号:2005301013706 【小贴士】普通市民应该如何辨别“注水肉”  商洛农检中心工作人员介绍,除了专业检测肉的含水率外,市民在购买猪肉时也可通过以下方法辨别。  1.注水肉由于含水率高,取一张薄纸巾铺在肉身上,纸巾很快被浸湿,纸巾很难再完整地拿起来。如果肉身没有注水,纸巾铺上去,只会有一层油浸在上面,纸巾仍能完整地拿起来。  2.一般注水肉肉色较淡,用食指摁在肉身上,肉会挤出水分。同时注水肉由于经过一定时间后,水分会溢出,因此一块肉买回家后,放在碗里,几个小时后,肉身变形,水分会自然溢出。
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