高速微型仪

1 引言　　微型光谱仪具体模块化和高速采集的特点，在系统集成和现场检测的场合得到了广泛的应用。结合光源、光纤、测量附件，可以搭配成各种光学测量系统。　　光谱仪器是应用光学技术、电子技术及计算机技术对物质的成分及结构等进行分析和测量的基本设备，广泛应用于环境监测、工业控制、化学分析、食品品质检测、材料分析、临床检验、航空航天遥感及科学教育等领域。由于传统的光谱仪存在着结构复杂、使用环境受限、不便携带及价格昂贵等不足，不能满足现场检测和实时监控的需求。因此，微型光纤光谱仪成为光谱仪器发展的一个重要的研究方向。近年来，由于光纤技术、光栅技术及阵列式探测器技术的发展和成熟，使得光谱检测系统形成了光源、采样单元及摄谱单元相分离的结构形式，整个系统结构更具模块化，使用更加方便灵活，从而使微型光纤光谱仪成为现场检测和实时监控的首选仪器。　　2 微型光谱仪结构　　传统的光谱仪光学系统结构复杂，需通过旋转光栅对整个光谱进行扫描，测量速度慢，并且对某些样品还需经过特定的预处理，并要放在仪器的固定样品室内进行测量。与此相比，微型光纤光谱仪有很多优点，如：速度快、价格低、体积小、重量轻及全谱获取，而且通过光纤传导可以脱离样品室测量，适用于在线实时检测。　　光谱仪微型化设计的实现得益于摄谱结构的优化。微型光纤光谱仪使用非对称交叉式Czerny-Turner分光结构，此光学结构的设计是在Czerny- Turner结构基础上进行光路的改进，使光谱仪内部构件布局更紧凑，可进一步小型化。摄谱结构光学平台的优化设计使微型光纤光谱仪内部无移动部件，光学元件都采用反射形式，可在一定程度上减少像差，并使工作光谱范围不受材料影响。微型光谱仪的固定化光学平台适合于震动及窄空间等复杂的工作环境。　　3 微型光谱仪特点　　光纤传导技术：光纤技术的发展，使待测物脱离了固定样品池的限制，采样方式变得更加灵活，适合于远距离样品品质监控。由于光纤对光信号的传输作用，使得光谱仪可以远离外界环境的干扰，保证光谱仪的长期可靠运行。　　CCD阵列探测器技术：将经光栅分光后的作用光在探测器上同时瞬间采集，而不必移动光栅，因此样品光谱采集速度及快，并通过计算机实时输出。　　光栅技术：全息光栅具有较小的杂散光，而机械刻划光栅具有更高的反射率和灵敏度。　　计算机技术：电子计算技术的发展极大地提高了光谱仪的智能控制和处理能力。　　4 微型光谱仪应用　　随着微型光谱仪应用测量系统的不断拓展，其快速高效分析及便携式实时应用的优势逐渐显现出来，光谱分析技术正逐步从实验室分析走向现场实时检测。依据现阶段实际应用现状，微型光纤光谱仪在以下领域得到广泛的应用。　　透射吸收测量：透射吸收测量用于测定液体或气体中介质对作用光的吸收，依据比耳定律，吸光度正比于摩尔吸收率、光程和样品介质浓度。　　反射测量：反射测量方式分为镜面反射和漫反射测量，在实际测量中，可以采用不同的参考白板和测量角度来进行区分。反射测量用于测定样品的化学成分及表面颜色相关信息。　　发光二极管（LED）测量：LED测量系统用于LED光源的绝对光谱强度及颜色指标测量。　　激光测量：根据激光光谱的特征，检测系统配置高分辨率微型光纤光谱仪，同时可用积分球或余弦校正器来衰减入射光，以避免CCD探测器的饱和。　　荧光测量：荧光测量因其光谱信号特别弱，因此需要一个高灵敏的探测器及一个高效率的滤光片，将样品激发出的微弱信号光和高强度的激发光区别开来。　　氧含量测量：氧含量是通过光纤探头尖端荧光团的荧光强度的衰减来进行测量，应用荧光淬灭原理可以测量溶解氧或气态氧的分压，从而探测出环境的氧含量。　　拉曼光谱测量：拉曼光谱与红外吸收光谱同为研究物质的分子振动能级从而分析物质的组成，但相对于红外吸收光谱，拉曼光谱的谱线较为简单且具有独特性，而且被测物不需进行前处理，因此在判断物质组成成分时有明显的优势。拉曼光谱测量系统特别适用于反应过程监控、产品识别、遥感及介质中高散射粒子的判定。　　激光诱导击穿光谱（LIBS）测量：LIBS是一种用于固体、液体及气体中进行实时、定性及半定量的光谱元素分析技术，其工作原理是高强度的脉冲激光聚焦在样品表面，脉宽为10ns的激光脉冲蒸发样品产生等离子体，随着等离子体的冷却，处于激发态的原子发射出元素的特征光谱，这个光谱被光纤探头收集并传送到光谱仪，通过光谱分析软件中预存的样品特征光谱进行比对分析。　　5 结论　　微型光谱仪具有系统模块化和搭建灵活性的优势，因此在实际生产研究中，仅需配一套光谱仪，应用不同的测试附件就可以对各种不同的样品进行实时检测。同时，微型光纤光谱仪具有内部结构紧凑、无移动部件、波长范围宽、测量速度快、价格低的特点，在工业在线监控及便携式检测系统开发等领域提供了广阔的应用发展空间。（选自网络）

随着我国的仪器仪表工业的蓬勃发展，体积小巧、无油环保的微型真空泵、微型气泵、微型水泵得到越来越广泛的使用。如何才能在规格繁多的微型泵中选择最适合您的产品呢？ 根据微型泵的用途，可以分为几类来讨论： 详见http://www.weichengkj.com/test-data/chose.htm

随着我国的仪器仪表工业的蓬勃发展，体积小巧、无油环保的微型真空泵、微型气泵、微型水泵得到越来越广泛的使用。如何才能在规格繁多的微型泵中选择最适合您的产品呢？ 根据微型泵的用途，可以分为几类来讨论： 一、如果只是用微型气泵输出压缩空气。 简单地说，就是只用它来打气、充气，泵的抽气口基本不用。这种情况比较简单，按输出压力从大到小依次可选： PCF5015N 、 FAA8006 、 FAA6003 、 FAA4002 、 FM2002 、 FM1001, 当然还要参考流量指标等相关技术参数。 二、如果是用微型泵抽气，情况稍微复杂些，大致可从以下两个方面来决定选型： 1、判断微型泵抽气端工况 用于抽气的微型泵分为两类：气体采样泵和微型真空泵。虽然通常总是不加区分地把它们简单统称为微型真空泵，但从技术角度二者是有区别的，选型时更要特别注意。 简而言之，气体采样泵只能带小负载（即：泵抽气端阻力不能太大），但价格便宜；严格意义上的微型真空泵可以带大负载（抽气端允许大阻力，甚至完全堵塞），但价格稍贵。二者具体区别可以详见我公司网站上“试验数据”中的文章《关于微型真空泵与气体采样泵的区别》，不再复述。 气体采样泵有： PM 系列（具体型号如： PM950.2 、 PM850.5 、 PM8001 、 PM7002 、 PM6503 ）；微型真空泵有： VM 系列、 VAA 系列、 PK 系列、 PC 系列、 VCA 系列、 VCC 系列、 VCH 系列、 PH 系列、 FM 系列、 FAA 系列、 PCF 系列，这些系列下的所有规格都是真正的微型真空泵，如 VM7002 、 VAA6005 、 PC3025 等。 对于微型泵抽气端阻力的大小可以用仪器测定，把它与泵的技术参数“进气口允许最大阻力” Por 值（“进气口Por”的定义参见VM系列详细参数）比较就可以知道选型是否合适。通常根据经验采用简便的方法确定，比如下述几种情况都属于负载较大（即泵的抽气端阻力较大），只能在微型真空泵范围内选型：• 在泵的抽气端要接很长的管道，或管道弯曲点多、弯曲厉害甚至会阻塞封闭，或管道内孔很小(比如小于∮2毫米)；• 在管路上有节流阀、电磁阀、气路开关、过滤器等元件；• 泵抽气口与密闭容器连接，或该容器虽未密闭但进气量较小；• 泵抽气口与吸盘连接，用于吸附物体（如集成块、精密工件等）；• 泵的抽气端与过滤容器相连，容器口放置滤网，用于加速液体过滤。 2、判断微型泵排气端工况 以上都是在讨论微型泵抽气端阻力的问题，根据这些判断条件已经缩小了选型的范围，但还必须考虑排气端阻力问题，这样才能最终确定可选范围。 在实际应用中，微型真空泵面临的排气状况是不一样的： 一类是排气很顺畅，直通大气； 另一类是排气阻力较大，比如在排气管路上有阀、细小弯管、大阻尼传感器、非专用的消音器、在液面以下排气、气体排往密闭或半密闭容器等。在现代设计制造中，把面对不同排气条件的微型真空泵区别对待。“排气口允许最大阻力 Por 值”（“排气口Por”的定义参见VM系列详细参数）这一参数就是标定泵的排气能力，让我们可以用严格的技术手段确定选型是否恰当。 简单地说，对于排气阻力大的系统，我们的选型范围是： FM 系列、 FAA 系列、 PCF系列；对于排气阻力小的系统，选型范围是： VM 系列、 VAA 系列、 PK 系列、 PC 系列、 VCA 系列、 VCC 系列、 VCH 系列、 PH 系列。 根据以上几个步骤，我们已经可以确定微型泵的选型范围了。在划定的几个可选系列中，再根据我们对流量和真空度的要求就可以确定具体的型号了。 注意参数选择要留有余量，特别是流量参数。泵接入气路系统后，由于管道、阀门等气路元件要造成压力损失，会衰减流量，因此得到的流量小于泵的标称流量。 三、以下是其他与微型气泵选型相关的问题，请根据使用情况考虑： 1、带负载启动问题。 如果微型气泵在启动前它的抽气口就已经存在真空或排气口已经存在压力，则要考虑泵的另一技术参数：进气口最大启动负载 Pis 值，排气口最大启动负载 Pos 值（这两个值的定义参见VM系列详细参数）。典型应用事例就是使用微型气泵维持容器内的真空或正压状态，当容器内的真空或正压低于设定值时，需要泵通电启动，高于设定值时停机。 可以在自身能达到的极限真空度下启动的产品有： VM 系列、 VAA 系列、 PK 系列、 PC 系列、 VCA 系列、 VCC 系列、 VCH 系列、 PH 系列； 可以在自身能达到的最大输出压力下启动的产品有： FM 系列、 FAA 系列、 PCF 系列。 该性能对制造商的技术水平要求较高。 2、微型泵的介质温度问题。 根据通过泵的介质气体的温度，选择要普通型的还是要高温型的。 3、微型泵的可靠性问题。 根据微型泵出故障后产生后果的严重性而定，完全根据自己的要求。优质品的平均无故障连续运行时间都大于 1000 小时，有的高到数千小时。特别注意，这项参数是在满负荷、不间断的运行状态下测定的，是最恶劣的工况，如果实际使用不是满载或连续运行，该数值会高一些，高多少视泵的工况而定。该性能完全是考验制造商的技术实力，从产品外观上可以看出一些，如采用特制电机而非普通低价电机、体积相当的情况下重量较重等。根据产品价格也可略知一二。 4、微型泵的电磁干扰问题。 如果有精密电路控制微型泵，视电路抗干扰能力而定，可能需要订购低电磁干扰的微型泵[URL=http://www.weichengkj.com/pm.htm]http://www.weichengkj.com/pm.htm[/URL][URL=http://www.weichengkj.com/pc.htm]http://www.weichengkj.com/pc.htm[/URL]