Metrohm Raman Probes

Význam tématu

Ramanova spektroskopie je klíčovou technikou pro neinvazivní identifikaci a charakterizaci chemického složení materiálů v různých fázích (kapaliny, pevné látky, slurry). Volba vhodného sondy (probu) zásadně ovlivňuje kvalitu získaného signálu, provozní podmínky i možnosti aplikace v průmyslových a výzkumných prostředích. Přizpůsobitelné sondy s různými materiály šachet, pracovními teplotami a tlaky umožňují měření v náročných podmínkách, čímž se rozšiřuje spektrum možných využití Ramanovy spektroskopie od laboratorních až po procesní kontroly v reálném čase.

Cíle a přehled studie / článku

Text popisuje portfolium sond B&W Tek určených pro přenosné Ramanovy spektrometry, včetně:

• průmyslových imerzních sond pro kapaliny, slurry, prášky a pevné látky za vysokých tlaků a teplot,
• standardních a nízkonákladových výměnných šachet,
• speciálních sond pro extruzi tavenin,
• velkoplošných sond s možností měření heterogenních vzorků a identifikace přes obaly,
• zoom čoček pro stand-off (bezdotyková) měření za vysokých teplot a tlaku.

Použitá metodika a instrumentace

Sondy jsou navrženy pro spolupráci s přenosnými Ramanovými spektrometry B&W Tek (modely i-Raman Prime, PTRam, BAC100B, BAC102). Klíčové parametry šachet:

• materiály: 316L nerez, Hastelloy C-276, aluminium, quartz či safírové okénko,
• maximální teplota: 80 °C (standardní hliníkové šachty) až 350 °C (hot melt extruze),
• maximální tlak: až 6000 psi (413 bar),
• průměr a délka: od 0,065" (1,65 mm) po 12,7 mm; délky od 76,2 mm do 279,4 mm či více u vlákenných prodlužek,
• optické prvky: epoxidově nebo zlatem zapečetěné safírové kuličkové čočky, ploché křemenné okénko,
• vlnové délky excitace: 532 nm, 785 nm, 1064 nm.

Hlavní výsledky a diskuse

Klíčové poznatky z přehledu sond:

• Průmyslové imerzní sondy nabízí kombinaci vysoké odolnosti vůči tlaku (až 6000 psi) a teplotě (200–300 °C). Volba nerezové či Hastelloy šachty ovlivňuje chemickou odolnost.
• Standardní hliníkové šachty pro modely BAC100B/BAC102 jsou lehké, vyměnitelné uživatelem a vhodné pro nízkonákladová měření do 80 °C.
• Sondy pro hot melt extruzi umožňují měření přímo v šachtách extruderů Dynisco, čímž odpadá nutnost vzorkování.
• Velkoplošné sondy (large area) se 4 mm průměrem měří objemově heterogennní vzorky či identifikují materiály skrz obaly díky softwarové integraci BWID.
• Zoom čočky RTS20x se stavebnicovou konstrukcí vyhovují stand-off měření v širokém rozsahu pracovních vzdáleností (20 mm až 6 m) a různých spektrálních rozsazích (500–850 nm, 785–1064 nm).

Přínosy a praktické využití metody

Díky modulárnímu designu sond lze Ramanovu spektroskopii nasadit v různých odvětvích:

• potravinářství a farmacie – kontinuální kontrola složení kapalin a tavenin,
• chemický průmysl – monitorování reaktorů pod vysokým tlakem/teplotou,
• polymery – analýza hot melt extruzí bez přerušení procesu,
• bezpečnost a forenzní analýzy – identifikace látek přes obaly nebo v terénu,
• výzkum materiálů – charakterizace prášků a kompozitů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry rozvoje:

• integrace s procesními řídicími systémy (PAT) pro automatizaci a on-line monitoring,
• vývoj odolnějších materiálů šachet pro extrémní provozní podmínky (nad 600 °C, tisíce bar),
• miniaturizace vlákenných sond pro měření v mikroreaktorech,
• kombinace Ramanovy spektroskopie s chemometricí a umělou inteligencí pro rychlejší analýzu složitých směsí,
• rozšíření stand-off měření s vyšší prostorovým rozlišením a sníženou citlivostí na okolní světlo.

Závěr

B&W Tek nabízí široké spektrum sond přizpůsobitelných náročným analytickým úkolům. Díky variabilitě materiálů, teplotních a tlakových limitů a optických parametrů lze Ramanovu spektroskopii flexibilně nasadit od základního výzkumu až po nepřetržitý průmyslový monitoring. Modularita a snadná výměna šachet navíc zajišťují rychlou adaptaci na nové provozní podmínky.

Reference

Žádné explicitně uvedené literární zdroje v původním textu.