进行控制 ， 传统 的控 制 主要 选择 温度 、 压力 和流量 等参 数 ， 于 对 过程 中化学成分的变化等一般采取 固定 时间取样 ， 通过预 处理 、 分析提纯得到样品后 ， 进行化学分析 。这 种方法 检测周期 长 ， 无 法实时的反映出反应中化学成分的变化 ， 不利 于及 时调整 操作 ， 影响最终产 品 的质 量 。并 且在 某些 特 定生 产 环 境 ， 高温 、 如 高
料 等 中 的实 例 应 用 。
关键 词 ： 在线拉曼； 光纤探头； 工业应用
中图分 类号 ：６ ０９
文献标识 码 ： Ａ
文章 编号 ： ０ — ６７ ２１ ）０ ０４ － ２ １ １ ９７ （０２ １ — ０９ ０ ０
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（ 同济大 学化 学 系，上 海
摘 要 ： 与传统的表征方法相比， 光纤探头和光谱仪构成的在线拉曼测量系统， 以采样简单， 检测速度快等特点广泛应用于各
个领域 。本文介绍了在线拉曼特点 ， 分析 了使用其测量的优势和 由使用 探 头而带来 的劣势 ， 简述 了该技 术在石 油化工业 ， 高分子材
第４ 第 １ ０卷 Ｏ期 ２１ ０ ２年 ５月
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州ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
化
工
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在 线 拉 曼 光 谱 的 应 用
钱 多
２０２ ０９ ）
源， 激光引入元件 ， 采样 系统 ， 号光路 ， 谱仪 ， 信 光 探测 器。不 同 于 离 线 光 谱 分 析 ， 线 光 谱 分 析 考 虑 的 中心 是 被 测 样 品 ， 要 检 在 需 测 系统能够短时 间多点连续测样 ， 并且仪器结构 坚 固， 合复杂 适 的工作环境 。拉曼光 谱分 析时候要 用到激 光光 源 ， 而激光 可能 对人员造成伤 害 ， 其是可 能对操 作人员 的 眼睛造成 伤 害。因 尤
应 用 。
衡对称 的官能 团 ； 而不 均衡对 称 的官 能 团在 红外光谱 上有 很强 的吸收峰 。
２ 在线拉曼光谱仪的特点
传 统 的拉 曼 光 谱 仪 主 要 分 为 以下 几 个 部 分 ： 算 机 ， 光 光 计 激
出 于 控 制 产 品 质 量 的 需 要 ， 业 中 需 要 对 生 产 中 化 学 反 应 工
１２ ９ ８年物理学家拉曼 发现 了新 的辐 射谱 线 ， 于一 种新 的 属 分子辐射 ， 被称为拉曼散射 ， 由于在普通光 源下 ， 曼效应 过弱 ， 拉 高阶拉曼散射效应更加无 法测 量 ， 因此 ， 其应用具 有很大 的局 限 性 。 自 １６ ９０年后 ， 随着 红宝石 激 光器 的 出现 ， 色激 光器 以方 单 向性好 、 功率密度高 的特点 ， 成为理想 的光 谱光源 。随着 技术 的 改 进 ， 曼 光 谱 在 化 学 、 理 、 物 、 药 等 各 个 领 域 得 到 广 泛 的 拉 物 生 医
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压 、 毒 ， 法进 行直 接取 样 测 量 的 工 作 。光 纤 纤 维 的发 展 改 变 有 无
此现场工作 的拉 曼光谱 需要更 好 的考 虑仪器 的封 闭性 ， 证操 保
作 的安 全 。
传统 的光谱仪需要 将样 品放置 于载物 台或 者样 品池 中 ， 这
样不便 于在线测 量。随着 光纤技 术的发 展 ， 开始 以探针 的方式 了光谱的工作方式 ， 光谱仪可 以采取 探头和主体 分离 ， 提高 了使 与各种光谱仪结 合使 用。原理为 激光通 过光纤 到达探 头 ， 然后 用的灵活性 ， 使得拉曼光谱在线分析样品成分成为可能 Ｊ 。 与样 品作用 ， 产生的散射信号由探头收集 ， 次通过光 纤传到检 再
ａ ｄ ｓ ｅ ｔｏ ｔｒ ｎ ｐ ｃｒ ｍｅ ｅ ，ｗａ ｄ ｌ ｓ ｄ ｉ ｎ ｅ ｓ ｓ ｗｉ ｅｙ ｕ ｅ ｎ ｍａ ｙ ａ ａ ．Ｔｈ ｅ ｔ ｒ ｓ ｏ ｎ—ｌｎ ｍａ ｙ ｔ ｍ ｒ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ，ａ ｄ ｔ ｅ ａ — ｒ ｅ ｆ ａｕ ｅ ｆｏ ｉ ｅ Ｒａ ｎ ｓ ｓｅ ｗｅ ｅ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｎ ｈ ｄ ｖ ｎ ａ ｅ ｆｏ —ｌｎ ｎ ｈ ｉａ ｖ ｎｔｇ ｓ ｏ ｓｎ ｂｅ ｒ ｂ ｒ ｎａｙ ｅ ａ ｔｇ ｓ ｏ ｎ — ｉ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｓ ｄ ａ ａ ｅ ｆｕ ｉｇ ｆ ｒｐ ｏ ｅ ｗｅ ｅ ａ ｌ ｚ ｄ．Ｔ ｘ ｍｐ ｅ ｆｕ ｉ ｇ ｉ ｉ ｅ ｒ ｃ ｅ ｃ ｌ ｉ ｈｅ ｅ ａ ｌｓ ｏ ｓｎ ｔ ｎ ｐ ｔｏ ｈ ｍｉ ａ ｉ ｕ ｔｙ ａ ｄ ｐ ｌ ｍｅ ｔ ｒａｓ ｗｅ ｅ ｐｒ ｓ ｎ ｅ ． ｎｄ ｓｒ ｎ ｏｙ ｒ ｍａｅ ｉ ｌ ｒ ｅ ｅ ｔ ｄ Ｋｅ ｒ ｓ：ｏ ｙ ｗｏ ｄ ｎ—ｌ ｅ Ｒａ ｎ；ｆ ｒｐ ｏ ｉ ｍａ ｎ ｉ ｒ ｂｅ；ｉ ｄ ｓｒａ ｐ ｌｃ ｔ ｎ ｂｅ ｎ ｕ ｔｉ ｌａ ｐ ｉａ ｉ ｏ