微型傅里葉光譜儀用于煙草成分在線分析
在石化、紡織、農業、食品、采礦等行業,經常需要實時監測生產過程中的成分含量。傳統離線分析通過人工采樣和實驗室化驗,無法實現快速實時的在線檢測。近紅外光譜分析具有快速、無損、多組分測定等優勢,是在線過程分析的核心技術。
傳統的臺式傅里葉光譜儀多用于實驗室檢測。巨哥科技采用先進的MEMS技術,推出SF2500微型傅里葉光譜儀,每秒掃描次數高達150次,可滿足快速動態檢測的需求,實現自動化數據采集和實時反饋,提升生產效率和質量控制水平。SF2500體積小巧,可方便地集成至自動化生產線、在線監測系統或物聯網設備,還大幅降低了功耗,適合長時間在線運行。相比于波長掃描范圍900~1700 nm的光譜儀,SF2500的波長范圍擴展至2500 nm,可以獲得更為豐富的光譜信息。

SF2500微型傅里葉光譜儀
為對比不同光譜范圍對建模精度的影響,我們使用SF2500(1000~2500nm)和光柵光譜儀SG1700(900~1700nm)分別采集煙草光譜,對煙堿、總糖、還原糖進行建模。對10個產地的12個品種,共計99個煙草樣本進行測量,其中80個樣本用于建模,19個樣本用于預測檢驗,每個樣本采集光譜5次。從光譜圖可以看出,煙草在1700~2500nm的波長范圍具有豐富的光譜信息。

SF2500采集煙草樣本光譜
建模使用偏最小二乘法。下圖顯示煙堿、總糖、還原糖的成分預測結果(左:SF2500,右:SG1700)。橫軸為實際值,縱軸為預測值,圖中紅色、黃色、藍色區域分別對應±0.1%、±0.5%、±1%的誤差范圍,藍色點顯示了19個樣本(各5次測量)預測值偏離實際值的程度。可以看到SF2500的預測準確性明顯好于SG1700。
煙堿


總糖


還原糖


下表為19個樣本的平均預測誤差對比,SF2500的預測準確性好于SG1700近一倍。

煙草成分分析誤差
通過以上對比測試可以看出,煙草在1700~2500nm具有豐富的光譜信息,SF2500具有更寬的光譜掃描波段,分析準確度顯著好于900~1700nm,在煙草行業具應用潛力。
巨哥科技的光譜系列產品種類豐富,還提供手持式光譜儀、光譜分析多路復用器、多光譜相機、在線水分儀等,為行業應用提供妥善的檢測手段。
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