激光頂空分析實(shí)際工業(yè)應(yīng)用的可行性
發(fā)布時(shí)間：2023-06-08來源：上海錦川機(jī)電技術(shù)有限公司
激光頂空分析實(shí)際工業(yè)應(yīng)用的可行性
除了傳統(tǒng)的基于電化學(xué)和氧化鋯氧傳感原理的頂空氣體分析儀，市場(chǎng)上出現(xiàn)基于激光氧傳感技術(shù)的頂空氣體分析儀，其最大的賣點(diǎn)是非破壞式，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線檢測(cè)。
精度
Lighthouse是家美國(guó)激光頂空氣體廠家(www.lighthouseinstruments.com)。我們查找他們網(wǎng)站，沒有查到任何關(guān)于精度的規(guī)格參數(shù)。而這些精度參數(shù)是最為儀器本身最基本的參數(shù)。
因此，查找了最新的關(guān)于激光頂空氣體分析的論文。 發(fā)表于IFAC的論文“TDLAS/WMS Embedded System for Oxygen Concentration Detection of Glass Vials with Variational Mode Decomposition”有關(guān)于不同的激光算法的絕對(duì)誤差描述
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四種檢測(cè)方法的絕對(duì)誤差和Allen方差分析的比較
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| 樣品氧含量 | 激光頂空檢測(cè)方法 | 絕對(duì)誤差 | σAllan@10s | σAllan(min)@τopt(s) |
| ?
? 0%_oxygen |
WMS+Vp-p | 0% ~ 5.00% | 0.0391 | 0.0057@(115s) |
| WMS+EMD+Vp-p | 0% ~ 1.98% | 0.0106 | 0.0022@(69s) | |
| WMS+DWPT+Vp-p | 0% ~ 2.01% | 0.0134 | 0.0039@(87s) | |
| WMS+VMD+Vp-p | 0% ~ 1.50% | 0.0081 | 0.0014@(89s) | |
| ?
? 5%_oxygen |
WMS+Vp-p | -4.99% ~ 4.98% | 0.0745 | 0.0077@(122s) |
| WMS+EMD+Vp-p | -2.02% ~ 2.01% | 0.0135 | 0.0015@(99s) | |
| WMS+DWPT+Vp-p | -2.20% ~ 2.03% | 0.0166 | 0.0023@(97s) | |
| WMS+VMD+Vp-p | -1.46% ~ 1.49% | 0.0088 | 0.0010@(100s) | |
| ?
? 10%_oxygen |
WMS+Vp-p | -5.21% ~ -4.89% | 0.0735 | 0.0154@(116s) |
| WMS+EMD+Vp-p | -1.97% ~ 2.13% | 0.0142 | 0.0024@(119s) | |
| WMS+DWPT+Vp-p | -1.99% ~ 2.09% | 0.0174 | 0.0022@ (122s) | |
| WMS+VMD+Vp-p | -1.51% ~ 1.46% | 0.0093 | 0.0016@(120s) | |
| ?
? 21%_oxygen |
WMS+Vp-p | -4.14% ~ 5.02% | 0.0698 | 0.0097@(126s) |
| WMS+EMD+Vp-p | -2.15% ~ 2.03% | 0.0164 | 0.0018@(117s) | |
| WMS+DWPT+Vp-p | -2.04% ~ 2.01% | 0.0188 | 0.0020@(105s) | |
| WMS+VMD+Vp-p | -1.42% ~ 1.43% | 0.0107 | 0.0012@(118s) |
一般實(shí)際產(chǎn)品，氣調(diào)后的氧含量都小于3%。用上表中的表現(xiàn)最好的“WMS+VMD+Vp-p”方法，比方我們有個(gè)1.5%氧含量的樣品，實(shí)際檢測(cè)結(jié)果為0~3%。這樣的檢測(cè)結(jié)果對(duì)實(shí)際產(chǎn)品的品控沒有實(shí)際的意義。國(guó)內(nèi)某藥廠曾經(jīng)使用激光法在線檢測(cè)，實(shí)際的樣品的氧含量在0.5%左右，企業(yè)的品控要求為0.9%以下。在線激光法檢測(cè)的結(jié)果為1.5%，因此無法滿足要求，最終放棄激光殘氧檢測(cè)方案。
其他因素
上述的結(jié)果是試驗(yàn)室的結(jié)果。實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)的情況會(huì)更糟。比方瓶?jī)?nèi)的直徑差異，溫度和氣壓的變化，周圍氧含量變化等。
綜上所述，激光頂空氣體分析儀只能顯示是否有充入保護(hù)氣體，無法實(shí)際用于實(shí)際產(chǎn)品氧含量的品控。
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