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国产傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术发展之路

2018-08-18 14:25编辑:qdkasite.com人气:


  FTIR技术是近年来快速发展起来的一种综合性探测技术。傅里叶变换红外光谱技术利用干涉图和光谱图之间的对应关系,通过对迈克尔逊干涉仪测量的干涉图进行傅里叶积分变换来测量和研究光谱图,通过对光谱图定量解析获取待测气体浓度信息。该技术具备实时、在线、连续、多组分同时监测能力, 幸运飞艇,无需频繁校准,国际上利用该技术开展了对大气环境及大气污染的观测及研究工作。

  与很多仪器相似,多年来中国市场上FTIR仪器被国外品牌长期垄断,国内厂商尚不具备FTIR仪器相关核心技术的研发能力。为了突破制约国内FTIR仪器的关键技术及其市场应用,国内众多学者做出了长久的努力,其中中国科学院安徽光学精密机械研究所就有一支团队,在刘文清院士和刘建国研究员的指导下,在高闽光研究员的带领下,一直致力于我国FTIR技术的发展进步。近日,仪器信息网编辑采访了其团队成员李相贤博士,请其为我们介绍了该团队做出的努力和成果。

国产傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术发展之路


中国科学院安徽光学精密机械研究所李相贤博士

  “科研团队深知,掌握核心技术是打破进口设备垄断的关键,FTIR技术也不例外。为了打破国外技术垄断,科研团队率先攻克了干涉仪设计这一‘卡脖子’核心技术,相继研发了具有自主知识产权的双臂扫摆式干涉仪、叉骨式干涉仪等一系列干涉仪光机结构及控制技术,为国产FTIR技术的广泛应用奠定了基础。”

  “目前进口FTIR设备的应用多集中在实验室环境条件下的使用,很少涉足恶劣工业环境条件下的应用,科研团队把满足恶劣复杂工业环境条件下的工业应用作为国产FTIR技术的一条发展‘捷径’,科研团队攻克了一系列关键技术,可以确保国产FTIR设备在高振动、高温、高湿、高粉尘等恶劣条件下仍可保持稳定运行,攻克了复杂背景、多干扰因子条件下的光谱识别与精准解析技术。”李相贤介绍到。

  近年来,针对多种应用需求,科研团队主要开展了环境大气红外光谱检测方法与技术、工业燃烧过程气体在线检测方法与技术、国防和公共安全气体检测方法与技术等领域的研究工作,为国家环境大气污染监控和治理提供了科学依据,为工业燃烧过程分析与控制提供了技术手段,为国防和公共安全提供了技术保障。

  在环境大气污染监测方面,开发了开放光路面源排放VOCs气体分析仪(已取得中环协颁发的环保认证证书)、抽取式傅里叶红外多组分气体分析仪、便携式傅里叶红外多组分气体分析仪、傅里叶红外多组分遥测系统、车载污染气体排放通量遥测系统等一系列基于FTIR技术的污染气体监测技术设备。除此之外,团队还创新性地构建了基于FTIR技术的工业园区点-线-面立体化污染气体高效监测体系,并获得2017年度全国环境监测与治理优秀创新技术成果。该体系在国家大气重污染成因与治理、国家科技支撑计划、国家重点研发计划,以及国家重大活动空气质量保障中发挥了重要作用。另外,该技术体系还被用于福建泉惠石化园区、山东京博工业园区、苏州吴中化工园区、溧阳新材料园区等多个智慧园区和风险预警平台建设。李老师所在团队为我国开展化工园区污染监测、VOCs调查、厘清污染状况提供具有自主知识产权的先进技术,为化工行业的污染监管提供技术支撑。

  值得注意的是,李老师所在团队不仅仅重视技术研发,也重视产学研结合,这些产品目前均有厂商进行商业化销售, 幸运飞艇,随着仪器应用被客户认可,销售厂商积累了经验、技术和资本,反过来更加愿意共同开发FTIR技术的新应用,从而促进我国FTIR技术“独有”的发展之路。

(来源:中国仪器网)

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