MATRIX^TM-E型

固体在线傅立叶变换近红外光谱仪

仪器介绍：

作为R&D100金奖产品MATRIX^TM的家族成员仪器，MATRIX^TM-E继承了其各种优点。做为新一代非接触式工业在线级傅立叶变换近红外光谱分析仪，它在烟草、高分子、造纸、煤炭、食品、制药和纺织等领域发挥着巨大的作用，它可直接安装在生产线上对固体样品进行非接触式实时检测。该仪器采用了多项先进技术，满足各种工业现场要求：

1、  采用三维立体角镜的RockSolid^TM 永久准直干涉仪，Bruker的专利技术，光能利用率比45^O角干涉仪提高41%；

2、  DigiTECT技术，数字化检测器，Bruker的专利技术，提高了仪器的灵敏度；

3、  操作维护简单，各种易耗部件均采用预准直设计；

4、  强大的远程数据交换系统，可选择OPC、Modbus、Profibus、RS485、RS232、4-20mA等数据交换系统与工业控制系统或其它外围计算机进行数据交换。

5、  实时诊断功能使计算机随时诊断仪器的状态，并自动显示仪器的各种故障。

主要特点：

1、  数字化设计：光谱仪主机内置服务器，通过Ethernet网卡与计算机连接，光谱仪主机也可以作为网络终端进行网络控制。

2、  非接触式分析：非接触实时在线分析固体样品，避免生产线上样品堆积和仪器损坏。

3、  工业级硬件设计标准：简易紧凑的设计，优异的密封性能，能适应各种恶劣的工业环境。

4、  4个聚焦NIR光源：照射样品有效光斑直径为25mm，可根据现场要求选择距离样品17-50cm的距离，根据样品反射光强弱不同选择开启不同数量的光源。

5、  窗口保护抽屉：保护仪器免遭机械损伤，同时内侧带有一个标准背景，可以实现在线分析过程定时自动测试背景。

6、  操作简单：中文操作软件在中文Windows XP操作系统下运行，图形化界面，简单易用。

7、  模型传递：高分辨率，优异的灵敏度和波长准确度，轻松实现模型传递。

技术参数

1、  光谱范围：12,800 – 4,000 cm^-1 (780nm – 2,500nm)

2、  分辨率：2cm^-1 （0.3nm 在1,250nm处）

3、  波数准确度：优于0.05 cm^-1

4、  波数精度：优于0.1 cm^-1

5、  透光率精度：优于0.1%T

应用实例

    作为过程分析技术（PAT）的主要承担者-近红外在线分析在生产中过程分析与控制应用呈现出快速增长的趋势，固体样品在线分析的难度比较大，原因有以下几点：1、最好采用非接触式测量，否则容易损坏仪器或采样附件；2、漫反射信号比较弱，需要提高光谱信号质量；3、样品均匀性比较差，需要增加扫描样品的代表性。

    MATRIX-E专门为解决上述困难而设计，在国外广泛应用于纺织、造纸、烟草、矿产、高分子等工业领域的过程在线分析，在国内主要应用于烟草、煤炭和纺织行业的过程在线分析。具有快速、实时、非破坏性等优点。

   MATRIX-E在烟草工业过程在线分析应用于打叶复烤生产线和制丝线，在使用MATRIX-I对收购的初烤烟进行主要化学成分分析评价后，配方打叶的在线分析需要MATRIX-E，主要分析配方打叶复烤后烟片的水分、总糖、烟碱、还原糖、总氮、氯和钾的含量，以此来评价配方打叶投料的稳定性、工艺参数的合理性及烤片的可用性，最终对每一个烟包进行标示以上成分的含量，为烟叶陈化和卷烟配方提供可靠的数据支撑；卷烟制丝线应用MATRIX-E对叶组配方、制丝工艺参数等进行分析，为工艺参数控制和叶组配方提供数据信息。

    下图分别是打叶复烤线上应用MATRIX-E的照片和分析烤片烟碱模型验证的相关图：

 在打叶复烤线上建立和使用的模型验证结果列表如下。

由于MATRIX-E照射样品的有效光斑面积大，在传输带移动过程中扫描样品的面积大，取得样品光谱的代表性增强，即使烟片样品大小不一、高低不平，MATRIX-E模型验证的统计数据要比实验室和工业现场离线仪器的结果好，说明MATRIX-E设计上完全在满足固体样品在线分析要求，结果令人满意。