MATRIX^TM－I型车载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-I继承了其各种优点，特别适合工业现场大粒径、高水分快速制样技术的应用。做为新一代工业现场级傅立叶变换近红外光谱分析仪，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、  超强稳定性：满足车载、工业现场质量控制。

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、  镀金大积分球设计：10cm内径的镀金积分球，2cm的采样窗口，旋转台通过偏离中心点安装在积分球上，满足不同大小颗粒度不均匀样品分析；并可实现背景自动测试。

5、  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。

6、  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

    近红外应用在近几年越来越趋向于工业现场，因为工业现场分析具有实时性，能够及时反映生产现场的产品质量变化，减少取样后回实验室分析的过程；近红外分析的速度很快，但样品的制备速度往往成为近红外分析速度的“瓶颈”，而且工业现场的许多样品难以制备，如高聚物颗粒、高含水量天然固体产物和化学纤维等样品难以制成粉末样品，因此，MATRIX-I型仪器为满足工业现场离线快速分析而设计。

    Matrix-I在我国现在主要应用于烟草现场收购、食品或饲料原料进厂和生产过程检测、高分子生产过程现场检测、制药工业原料和工艺过程现场检测等领域，设计紧凑、体积小、重量轻、便于移动等特点更增加其工业现场和车载的灵活性。

    以烟草现场收购为例介绍该仪器的应用情况：

    烟草现场收购分为基地收购和复烤厂收购，烟草基地分布广，需要仪器兼顾的面宽，MATRIX-I主要应用于车载现场检测，增加仪器的流动性，扩大覆盖面，使用车载电源为光谱仪主机、笔记本电脑和制样用碎纸机供电，即使高水分的样品也能轻松制样进行分析。

    复烤厂收购烟叶量非常大，分析任务异常繁重，如果制样技术慢，很难满足大样品量分析的要求，由于现行烟叶分级以感官评价为主，即使同一等级不同来源烟叶的化学成分差异很大，给卷烟工业配方造成很大困难，使用MATRIX-I对进厂每一车烟叶的化学成分进行分析，为打叶复烤二次工业分级提供可靠的数据参考，由于进厂的初烤烟水分都在13%以上，样品很难磨成粉末，采用粉碎机进行快速制样，在20秒之内将烟叶磨成8mm以下碎片直接进行上机检测。

下图为8mm以下烟片烟碱和总糖交叉验证的相关图：

烟碱模型交叉验证的相关图                      总糖模型药叉验证的相关图

下面表格中的数据是烟碱、总糖、还原糖、总氮四个主要指标交叉验证的统计数据：

以上验证结果表明，交叉验证的均方差都满足工业现场快速分析的误差要求水平，该仪器设计满足工业现场快速测定不均匀样品的要求，能够作到现场取样、现场快速处理和及时分析。