拉曼分析系統(tǒng)系統(tǒng)簡介

ATR7000 系列在線拉曼系統(tǒng)是本公司在近十年研究積累的基礎(chǔ)上自主開發(fā)研制的混合物組分含量在線分析系統(tǒng)。ATR7000系列在線拉曼系統(tǒng)能夠?qū)Ω鞣N均相液體混合物的組成與屬性提供快速、準(zhǔn)確和穩(wěn)定的檢測手段。通過建立相應(yīng)的定量分析模型，該系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于各類連續(xù)或間歇生產(chǎn)過程，實(shí)現(xiàn)對其產(chǎn)品組成與含量的在線實(shí)時檢測，為實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制與實(shí)時優(yōu)化提供關(guān)鍵測量信息。

針對過程應(yīng)用特點(diǎn)，ATR7000系列分析系統(tǒng)既可采用正壓防爆形式，直接放臵在危險區(qū)域的戶外或分析小屋內(nèi)使用。當(dāng)工藝采樣點(diǎn)與控制室或操作室距離較近時(距離≤200m)，分析系統(tǒng)主機(jī)柜也可采用非防爆形式，安裝在控制室或操作室，通過光纖與處于危險區(qū)域的現(xiàn)場拉曼探頭相連接，進(jìn)行遠(yuǎn)程分析測量。

拉曼分析系統(tǒng)分析系統(tǒng)原理

在線拉曼分析系統(tǒng)的工作原理如圖1所示。激光器所發(fā)出的單色激發(fā)光經(jīng)專用光纖與拉曼探頭照射采樣管內(nèi)的待測樣品，激發(fā)的拉曼散射光經(jīng)探頭收集，由專用光纖傳輸?shù)焦庾V儀進(jìn)行分光與模數(shù)轉(zhuǎn)換，最后由計(jì)算機(jī)對拉曼光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、分析模型計(jì)算，以獲得待測樣品相應(yīng)的組成含量或品質(zhì)指標(biāo)。

分析系統(tǒng)的硬件主要由現(xiàn)場采樣柜和主機(jī)柜兩部分組成。針對檢測通道數(shù)的不同，又分為單通道和多通道兩種，系統(tǒng)組成分別如圖 2、圖3所示。

對于單通道系統(tǒng)來說，采樣柜內(nèi)只有一個采樣回路。對于多通道系統(tǒng)來說，可以采取多個采樣柜的形式，每個采樣柜內(nèi)只有一個采樣回路;或者采用一個采樣柜，內(nèi)部設(shè)臵多個采樣回路。具體配臵根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際工藝管線情況而定。

拉曼分析系統(tǒng)現(xiàn)場采樣柜如圖4所示，為無源本安設(shè)備(除隔爆式溫度壓力變送器外)可直接放臵于距離采樣點(diǎn)較近的工藝現(xiàn)場。工藝管道經(jīng)適當(dāng)開孔后，引出采樣管線，通過法蘭與采樣柜連接。流經(jīng)工藝管道的待測液體，由工藝管道前后壓差驅(qū)動，經(jīng)采樣管線進(jìn)入采樣柜，并最終返回工藝管道。對于高溫液體，采樣柜內(nèi)采取水冷方式進(jìn)行降溫。此外，采樣柜還配備儀表風(fēng)接口，使采樣柜內(nèi)維持微正壓，保護(hù)拉曼探頭等關(guān)鍵部件免受污染。

主機(jī)柜分為兩種形式:正壓防爆型與非防爆型，如圖5所示。正壓防爆型主機(jī)柜，適合于放臵在距離取樣點(diǎn)較近的工藝現(xiàn)場戶外或者分析小屋內(nèi)。由于距離采樣點(diǎn)較近，因此所需光纖較短，拉曼信號相對較強(qiáng)，分析系統(tǒng)信噪比較高，檢測限低。但是，相對來說投資較大，需要配備專門的制冷設(shè)備，以保證主機(jī)柜內(nèi)的溫度能滿足各種光學(xué)與電氣部件正常運(yùn)行的要求。

非防爆型主機(jī)柜，適合于放臵在 DCS機(jī)柜間或操作室，特別適合于拉曼信號較強(qiáng)的樣品，如芳烴類、汽油等。當(dāng)采樣點(diǎn)與 DCS機(jī)柜間相距較遠(yuǎn)時，拉曼信號強(qiáng)度減弱明顯，因此要求主機(jī)柜與采樣柜之間的距離小于 200 米。非防爆型主機(jī)柜的投資相對節(jié)省，無需特殊的分析小屋或者制冷設(shè)備，主機(jī)柜周圍環(huán)境較為干凈整潔;而且可以采用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜，安裝空間大，不僅適合于單通道的檢測應(yīng)用還特別適合于多通道檢測應(yīng)用。

對于單通道分析系統(tǒng)來說，主機(jī)柜內(nèi)設(shè)臵一套單獨(dú)的光學(xué)設(shè)備，包括光器、光譜儀等。而多通道系統(tǒng)通過將分時復(fù)用技術(shù)應(yīng)用于多個檢測通道，使得各個通道可共用同一個激光器和光譜儀(但拉曼探頭仍需要獨(dú)立設(shè)臵)，從而降低光學(xué)設(shè)備在每個檢測通道的分?jǐn)偝杀尽?/span>