賽默斐視SIMV涂層測(cè)厚儀是應(yīng)用固定近紅外波長(zhǎng)測(cè)試不同產(chǎn)品含水量的近紅外光電分析儀器,是一體化的儀器,所有連續(xù)監(jiān)測(cè)必需的組件均置于儀器內(nèi),根據(jù)波長(zhǎng)的不同可以同時(shí)測(cè)試兩種成分(例如水膠和油膠的涂層厚度)。
【檢測(cè)原理】
水分子的O-H鍵在幾個(gè)特定的波長(zhǎng)吸收近紅外線輻射。賽默斐視SIMV測(cè)試儀內(nèi)旋轉(zhuǎn)的濾光盤(pán)上三個(gè)濾光片產(chǎn)生這些吸收波長(zhǎng)和不吸收波長(zhǎng),交替地從產(chǎn)品表面反射到內(nèi)部光學(xué)組件,由光信號(hào)轉(zhuǎn)換成的電子脈沖經(jīng)過(guò)一個(gè)比率算法計(jì)算出正比例的水分含量,這個(gè)含量再經(jīng)偏置和跨度的校正變成直接的水分含量。特別設(shè)計(jì)的濾光反射信號(hào)算法,消除了光學(xué)部件老化和不同的物料反射特性引起的偏差。
大多數(shù)物質(zhì)都由于成分的不同而有不同的NIR吸收峰,這樣一來(lái)就可以選擇合適的波長(zhǎng)測(cè)試不同的物質(zhì)。例如,所有的有機(jī)物均吸收2300-2350nm 和 1670-1750nm 而水分吸收1940nm,如下表:
化學(xué)結(jié)構(gòu) |
典型物質(zhì) |
吸收波長(zhǎng)nm |
O-H(水分) |
水分 |
1450,1940 |
O-H(乙醇) |
酒精、丁醇、碳水化合物 |
2100 |
C-H(脂肪族) |
涂層、塑料、溶劑 |
1720,2300 |
C-H(芳香族) |
涂層、塑料、溶劑 |
2150 |
NIR只可以測(cè)試有特別吸收峰的物質(zhì),瓷粉和增白劑不吸收紅外線,沒(méi)有特別的吸收峰,所以不適用NIR技術(shù)。
【涂層種類(lèi)】
通常有3種涂層:
1. 水性涂層:溶液的濃度在10%-60%之間。
2. 油性涂層:溶劑為有機(jī)物溶液,和水性涂層應(yīng)用相似,但要注意有一定的危險(xiǎn)品成分。
3. 擠出和熱溶膠涂層:涂在底材上是熔溶物,涂布頭的種類(lèi)有加熱壓模, 加熱槽和浸槽。
【測(cè)試方式及優(yōu)缺點(diǎn)】
近紅外水分和涂層測(cè)試儀應(yīng)用方式有多種,通常能歸類(lèi)為濕測(cè)試和干測(cè)試。
濕測(cè)試:測(cè)試位于涂布頭附近,對(duì)于水涂層,測(cè)試的是涂層的含水量,對(duì)于油涂層,測(cè)試的是涂層的溶劑的含量。對(duì)于濕測(cè)來(lái)說(shuō),涂層并非直接測(cè)試而是通過(guò)已知的濃度推算出來(lái)。
干測(cè)試:測(cè)試位于水或其他溶劑已經(jīng)被烘干的地方,是直接最后的涂層測(cè)試。這種測(cè)試只有涂層含有紅外線吸收物才可以進(jìn)行,這種涂層幾乎都是含有有機(jī)物的C-H鍵。
濕
測(cè) |
優(yōu)點(diǎn) |
1.控制速度較快,因?yàn)闇y(cè)試位置靠近涂布頭;
2.通常精度較高,因?yàn)槿芤旱乃腿軇┖客ǔ]^高,較少的涂層變化都能測(cè)試。 |
缺點(diǎn) |
1.需要保持溶液的濃度來(lái)保證測(cè)試的精度,批量之間少許的差異不會(huì)影響測(cè)試,但要求測(cè)試儀對(duì)每種不同的濃度標(biāo)定;
2.油性溶劑需要考慮測(cè)試頭適合危險(xiǎn)的環(huán)境,這樣一來(lái),測(cè)試頭體積和成本都有所增加。 |
干 測(cè) |
優(yōu)點(diǎn) |
1.實(shí)際的涂層量直接測(cè)試;
2.少受危險(xiǎn)品的影響。 |
缺點(diǎn) |
1.涂層必須為紅外線吸收物質(zhì);
2. 測(cè)試頭安裝在離涂布頭較遠(yuǎn)的位置,對(duì)控制系統(tǒng)造成延遲。 |
【典型應(yīng)用】
應(yīng)用領(lǐng)域 |
涂層類(lèi)型 |
測(cè)試方式 |
檢測(cè)精度 |
薄膜底材 |
水性膠粘涂層 |
濕測(cè)或干測(cè) |
精度為±0.2gm(0.12lb/rm) |
水性乳液涂層 |
濕測(cè) |
精度為±0.15gm(0.09lb/rm) |
金屬底材 |
塑料涂層 |
干測(cè) |
精度為±0.1gm(0.06lb/rm) |
蠟涂層 |
干測(cè) |
精度為±0.15gm(0.09lb/rm) |
紙底材 |
水性、油性膠粘涂層 |
濕測(cè)或干測(cè) |
精度為±0.15gm(0.09lb/rm) |
熱熔膠涂層 |
干測(cè) |
精度為±0.2gm/(0.12lb/rm) |
塑料乳劑涂層 |
濕測(cè)或干測(cè) |
精度為±0.2gm(0.12lb/rm) |
蠟涂層 |
干測(cè) |
精度為±0.2gm(0.12lb/rm) |