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世界上体积最小的近红外光谱仪登陆中国
2013-07-19 15:07:12    来源:仪器信息网

2013年4月15日,北京凯元盛世公司联合美国JDSU公司在北京召开“JDSU微型近红外光谱仪研讨会”,会议邀请了从事近红外应用研究的专家近20余人参会,其中包括老专家中国农业大学严衍禄教授、中国农科院蒋士强研究员等。

研讨会现场

美国JDSU公司产品应用工程师Chris Pederson

  美国JDSU公司产品应用工程师Chris Pederson、亚太区市场经理邵勇健、亚洲区销售经理黄智昭及北京凯元盛世公司总经理田福成等也出席了此次研讨会。

JDSU微型近红外光谱仪

  本次研讨会讨论的产品是JDSU在Pittcon 2012正式推出的微型近红外光谱仪,这款产品也是目前市场上商品化体积最小的近红外光谱仪,其最主要的特点是体积小、性价比高。

  据Chris Pederson介绍,“近年来,小型化已经成为仪器发展的一个趋势。在近红外光谱仪方面,小型化主要依赖于Czerny-Turner正交型光栅技术及MEMS(微机电系统)技术,但是利用如上技术,体积变小有限,或成本较高,或需要光源、光栅等移动部件。JDSU之所以可以将近红外光谱仪做到如此之小是采用了一项线性渐变滤光片(LVF,Linear Variable Filter)的技术制作分光原件。”

  具体而言,LVF是一种特殊的带通滤光片,其使用了JDSU的光学镀膜和制造技术,制作时特意向特定方向形成楔形镀层,滤光片的穿透波长在楔形方向发生了线性变化,从而起到分光作用。Chris Pederson说,“在45*42mm大小的体积中,微型近红外光谱仪包含了光源、滤光片、检测器等,完全不需要其他移动部件,其中光源采用双集成真空钨灯,检测器采用128线元非制冷铟镓砷(InGaAs)二极管阵列检测器,由USB供电(在5伏电压是电流小于500毫安)。”

JDSU微型近红外光谱仪内部构造

表:JDSU微型近红外光谱仪主要参数

参数Parameter
规格Specifications
光源
双集成真空钨灯;1.8万小时寿命
照明几何
泛光照明/0角度观察
入射孔径
0.5x2.0mm
有效采样区域
2x4mm (窗口面)
分光元件
线性渐变滤光片(LVF)
探测器类型
128线元非制冷铟镓砷(InGaAs)二极管阵列
像素尺寸/节距
30x250um/50um
波长范围
1700型:950-1650nm
2200型:1150- 2150 nm
光谱带宽(光学分辨率)
<1.25%中心波长,或定制
即在1000nm处,分辨率为12.5nm
带内光谱隔离度
>4 OD (平均)
模数转换
16位
动态范围(最大)
1000:1
测量时间(典型值)
0.25秒
采样积分时间
最小100微秒;最大仅受限于暗信号
主机接口
USB2.0,最高速度(480Mb/s)
尺寸(直径x高)
45x42毫米
重量
<60克
运行环境
-20~50℃,非凝结
存储环境
-40~70℃,非凝结
电源
USB供电(<500毫安@5伏)

  目前,JDSU有1700及2200两个型号,1700波长范围从950纳米至1650纳米,2200波长范围从1150纳米至2150纳米,同时其可以测试粉末及固体样品、液体及浆状样品,以及薄膜与不透明样品。此外,Chris Pederson还表示,“JDSU的主营业务是光学镀膜,并且从1948年就开始此项业务。LVF也是JDSU非常成熟的技术,除了现有两个型号产品外,我们还可以为客户提供定制化的产品,更具灵活性。”

  对于用户很关注的软件及模型转换问题,Chris Pederson说“目前,JDSU已经开发了实验室版本的软件,以及可以兼容USB的软件等。从Pittcon 2012推出产品以来,JDSU一直在解决模型转换问题,包括同类仪器之间的模型转换及与其他品牌台式近红外仪器间的模型转换。”

JDSU微型近红外光谱仪实际应用

  在应用方面,Chris Pederson介绍到,“JDSU的微型近红外光谱仪主要是针对现场、在线检测需求市场,而农业及食品是我们最先开展应用的领域,未来我们还将拓展其在制药、材料、刑侦、执法等领域的应用。” Chris Pederson还特别强调,“JDSU微型近红外光谱仪并不是为了取代台式的近红外仪器而研发,而是为了解决那些不需要那么高灵敏度、而又需现场、在线测试的应用问题。我们很高兴,我们现有的合作伙伴已经做出了一些适合它的应用。”

  最后,Chris Pederson说,“JDSU的微型近红外光谱仪具有很高的性价比。在性能方面,与福斯的台式近红外光谱仪相比,JDSU微型近红外光谱仪的测试结果相近。而在价格方面,JDSU微型近红外光谱仪的价格也很具有竞争力。”

  与会的专家对于此项创新技术都有较高评价,但也表示,目前,JDSU微型近红外光谱仪仍然还处在从科研走向应用的路上。

  目前,北京凯元盛世公司是JDSU在中国的主要合作伙伴,通过北京凯元盛世,JDSU希望能开拓中国市场,找到适合此款产品的应用领域。(撰稿:杨娟)

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