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卓立漢光 SGM 系列光纖光譜儀應(yīng)用場(chǎng)景:科研、工業(yè)、醫(yī)療等多領(lǐng)域?qū)嵺`
一、引言
北京卓立漢光儀器有限公司(以下簡(jiǎn)稱“卓立漢光”)是國內(nèi)*先的光電檢測(cè)儀器與精密機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)供應(yīng)商,自1999年成立以來,始終專注于光譜儀、拉曼/熒光光譜系統(tǒng)、精密位移臺(tái)等產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)。作為國*級(jí)專精特新“小巨人”企業(yè),卓立漢光以“質(zhì)量*一、客戶優(yōu)先”為核心理念,通過自主研發(fā)突破技術(shù)壁壘,其SGM系列光纖光譜儀憑借高精度、高穩(wěn)定性及廣泛適用性,已成為科研與工業(yè)領(lǐng)域的重要工具。
本白*書旨在全面解析SGM系列光纖光譜儀的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、應(yīng)用場(chǎng)景及質(zhì)量保障體系,為行業(yè)用戶提供科學(xué)選型與應(yīng)用的參考依據(jù)。
二、SGM系列光纖光譜儀產(chǎn)品概述
SGM系列是卓立漢光針對(duì)紫外-可見-近紅外波段設(shè)計(jì)的高性能光纖光譜儀,覆蓋多型號(hào)以適應(yīng)不同需求。以SGM1700(近紅外)和SGM30系列(寬光譜)為代表,產(chǎn)品具備以下核心特性:
型號(hào) | SGM30(紫外-可見光) | SGM1700(近紅外) |
波長(zhǎng)范圍 | 190-1100nm | 900-1700nm |
探測(cè)器 | Hamamatsu CMOS 2048 pixels | Hamamatsu CCD 512 pixels -10°C制冷 |
分辨率 (@25um狹縫) | <1.5nm | <4nm |
信噪比 | 300:1 | 高動(dòng)態(tài)范圍模式:2000:1 高靈敏度模式:800:1 |
積分時(shí)間 | 10ms-65s | 10ms-120s |
雜散光 | <0.3%@625nm | <0.3%@1350nm |
線性度 | >99% | >99% |
1. 光譜范圍靈活:
o SGM1700:覆蓋900-1700nm近紅外波段,適用于液體化學(xué)濃度檢測(cè)、材料表征等場(chǎng)景。
o SGM30系列:波長(zhǎng)范圍200-1100nm,支持紫外至近紅外全譜段分析,適用于水質(zhì)檢測(cè)、激光標(biāo)定等應(yīng)用。
2. 高靈敏度與穩(wěn)定性:
o 采用制冷型探測(cè)器(如SGM1700的-10℃制冷設(shè)計(jì)),顯著降低熱噪聲,提升信噪比(最高達(dá)2000:1)。
o 光柵分辨率優(yōu)異(如SGM1700在1181nm處分辨率<4nm),滿足高精度光譜分析需求。
3. 緊湊便攜:
o 體積小巧(如SGM1700尺寸172×118×52mm,重量1.2kg),便于集成到實(shí)驗(yàn)室或工業(yè)在線檢測(cè)系統(tǒng)。
三、核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)
1. 制冷技術(shù):
SGM系列采用芯片級(jí)內(nèi)制冷技術(shù)(如SGM1700的-10℃探測(cè)器),有效抑制熱漂移,確保長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的穩(wěn)定性,尤其適用于在線成分分析與高動(dòng)態(tài)范圍檢測(cè)。
2. 高速數(shù)據(jù)采集:
支持最短積分時(shí)間10ms,滿足快速檢測(cè)需求,如工業(yè)流程實(shí)時(shí)監(jiān)控。
3. 模塊化設(shè)計(jì):
提供可定制狹縫(10-200μm)、光柵及光纖接口(SMA905),適配多樣化的光學(xué)系統(tǒng)集成需求。
4. 智能化軟件支持:
配套軟件支持多模式觸發(fā)(軟件/外部觸發(fā))、USB2.0高速通信及數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理,兼容Windows系統(tǒng),操作便捷。
5. 高分辨率與靈敏度
SGM 系列采用先進(jìn)的光學(xué)設(shè)計(jì)和高性能探測(cè)器,如 SGM1700 的信噪比在高動(dòng)態(tài)范圍模式下可達(dá)2000:1,高靈敏度模式下為800:1,動(dòng)態(tài)范圍分別為3000:1和1600:1,可精準(zhǔn)捕捉微弱光譜信號(hào)。
6. 寬波長(zhǎng)覆蓋與多模式檢測(cè)
不同型號(hào)覆蓋紫外到近紅外波段,支持透反射、吸收、熒光、拉曼等多種光譜測(cè)量模式。例如,SGM1700 可用于液體化學(xué)濃度測(cè)量、材料表征,而 SGM30 適用于一般紫外 - 可見光分析。
7. 穩(wěn)定可靠的性能
采用制冷型探測(cè)器(如 SGM1700 的 - 10℃制冷)、低噪聲電路設(shè)計(jì)和抗干擾結(jié)構(gòu),確保在復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定性。積分時(shí)間范圍從10ms 到 120s,適應(yīng)不同光強(qiáng)條件下的快速或高精度測(cè)量。例如,SGM1700 在工業(yè)在線檢測(cè)中可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)成分監(jiān)測(cè),誤差控制在行業(yè)*先水平。
8. 便攜與集成化設(shè)計(jì)
部分型號(hào)(如 SGM30)體積小巧,重量輕,支持 USB 接口和電池供電,可集成到便攜式設(shè)備或生產(chǎn)線中。模塊化設(shè)計(jì)便于與光源、光纖探頭等附件組合,滿足多樣化應(yīng)用需求。例如,SGM30 的尺寸僅為手掌大小,適用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和系統(tǒng)整合。
9. 智能化數(shù)據(jù)處理
配套軟件提供光譜采集、分析、存儲(chǔ)等功能,支持多變量化學(xué)計(jì)量學(xué)算法,可實(shí)現(xiàn)峰值識(shí)別等高級(jí)分析。部分型號(hào)內(nèi)置 CPU 和內(nèi)存,支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和顏色參數(shù)計(jì)算,例如在食品檢測(cè)中可快速生成成分分析報(bào)告。
四、應(yīng)用領(lǐng)域與案例
SGM系列廣泛應(yīng)用于以下場(chǎng)景:
1. 科研與實(shí)驗(yàn)室
o 材料科學(xué):半導(dǎo)體、納米材料、高分子材料的成分分析與結(jié)構(gòu)表征。例如, 光致發(fā)光光譜(PL)、激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LIBS)、分析太陽能電池(如鈣鈦礦 / 硅異質(zhì)結(jié))的光吸收特性、紅外光譜的結(jié)晶敏感峰(如聚乙烯的 1378 cm?1 處 CH?彎曲振動(dòng))可定量結(jié)晶度。
o 化學(xué)與生物:化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)、生物分子熒光光譜分析。
2. 工業(yè)檢測(cè)
o 在線質(zhì)量控制:食品飲料、制藥、化工生產(chǎn)中的成分檢測(cè)與工藝優(yōu)化。某化工企業(yè)通過 SGM1700 近紅外光譜儀實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線上液體成分實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),結(jié)合智能算法優(yōu)化工藝參數(shù),提升產(chǎn)品合格率 15% 以上。
o 新能源材料分析:SGM30 用于鋰電池電極材料的紫外 - 可見吸收光譜分析,助力研發(fā)高性能電池組件。
o 冶金與機(jī)械:金屬材料元素分析、等離子體監(jiān)控。
3. 醫(yī)療與生物醫(yī)學(xué)
o 臨床診斷:SGM30 用于血液成分分析,通過特定波長(zhǎng)吸收光譜快速檢測(cè)血紅蛋白、膽*素等指標(biāo)。
o 藥物研發(fā):SGM1700 在近紅外波段監(jiān)測(cè)藥物合成反應(yīng)動(dòng)力學(xué),優(yōu)化活性成分提取工藝。
4. 教育與教學(xué)
o 實(shí)驗(yàn)教學(xué):SGM30 的便攜性支持戶外水質(zhì)檢測(cè)實(shí)踐,學(xué)生可通過 USB 連接電腦實(shí)時(shí)分析光譜數(shù)據(jù)。
o 實(shí)踐教學(xué):通過測(cè)量GaN 納米線的光致發(fā)光光譜(PL),演示光致發(fā)光原理(激發(fā) - 復(fù)合過程),分析主峰位置(對(duì)應(yīng)帶邊發(fā)光)與 In 摻雜引起的深能級(jí)發(fā)光峰(如黃帶發(fā)光,~550 nm)。
5. 環(huán)境監(jiān)測(cè)
o 水質(zhì)評(píng)估:某環(huán)保機(jī)構(gòu)采用 SGM 系列融合紫外 - 可見吸收光譜和熒光光譜,快速檢測(cè)湖泊水體的 COD、TOC 等有機(jī)物綜合指標(biāo),有效評(píng)估污染程度。
o 大氣污染物分析:通過光纖探頭采集氣體樣本,SGM1700 可識(shí)別工業(yè)廢氣中的揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)成分。
6. 創(chuàng)新應(yīng)用:
o 與無人機(jī)集成的高光譜成像系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)與地質(zhì)勘探。
五、質(zhì)量保障體系
卓立漢光通過嚴(yán)格的質(zhì)量管理確保產(chǎn)品可靠性:
1. 國際認(rèn)證:
o 通過ISO 9001:2015質(zhì)量管理體系認(rèn)證,從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)全流程標(biāo)準(zhǔn)化。
2. 可靠性測(cè)試:
o 實(shí)施MTBF(平均無*障時(shí)間)測(cè)試,工業(yè)級(jí)產(chǎn)品MTBF提升至5000小時(shí),遠(yuǎn)超行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
3. 過程控制:
o 采用SPC統(tǒng)計(jì)過程控制技術(shù),監(jiān)控關(guān)鍵指標(biāo)(如波長(zhǎng)準(zhǔn)確性、分辨率),降低返工率。
4. 售后服務(wù):
o 提供定制化解決方案與快速響應(yīng)服務(wù),覆蓋全國及海外市場(chǎng)(法國、波蘭等)。
六、未來展望
卓立漢光將持續(xù)投入研發(fā),聚焦以下方向:
1. 技術(shù)升級(jí)
卓立漢光計(jì)劃進(jìn)一步提升 SGM 系列的分辨率、靈敏度和智能化水平,開發(fā)集成 AI 算法的便攜式設(shè)備,實(shí)現(xiàn)光譜數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析與決策支持。同時(shí),探索光譜與成像技術(shù)的融合,拓展空間分辨檢測(cè)能力。
2. 市場(chǎng)拓展
加大國際市場(chǎng)推廣力度,針對(duì)東南亞、歐洲等地區(qū)的工業(yè)檢測(cè)和科研需求,推出定制化解決方案。深化與高校、科研院所的合作,推動(dòng)光譜技術(shù)在新興領(lǐng)域(如量子材料、生物光子學(xué))的應(yīng)用。
3. 可持續(xù)發(fā)展
響應(yīng)綠色制造理念,優(yōu)化產(chǎn)品能耗和材料選擇,降低環(huán)境影響。通過遠(yuǎn)程運(yùn)維和數(shù)據(jù)分析服務(wù),提升客戶滿意度和設(shè)備使用效率。
七、關(guān)鍵名詞與參數(shù)解析
• 光譜范圍:儀器可檢測(cè)的光波長(zhǎng)區(qū)間,如SGM1700覆蓋900-1700nm,適用于近紅外物質(zhì)特征吸收峰分析。
• 光譜分辨率:指光譜儀分辨相鄰光譜峰的能力,通常由光柵線數(shù)、狹縫寬度和探測(cè)器像素密度決定。SGM1700 的分辨率 < 4nm@1181nm,意味著在 1181nm 波長(zhǎng)處可區(qū)分間隔小于 4nm 的兩個(gè)光譜峰。
• 信噪比(SNR):信號(hào)與噪聲的強(qiáng)度比值,反映光譜儀的靈敏度。SGM1700在高動(dòng)態(tài)模式下可達(dá)2000:1,確保弱信號(hào)檢測(cè)精度。
• 積分時(shí)間:探測(cè)器積累光信號(hào)的時(shí)間,范圍從 1ms 到 120s,平衡檢測(cè)速度與靈敏度需求。
• 雜散光:非目標(biāo)波長(zhǎng)光的干擾強(qiáng)度,SGM系列<0.3%@1350nm,減少數(shù)據(jù)誤差。
• 動(dòng)態(tài)范圍:最大可測(cè)量信號(hào)與最小可檢測(cè)信號(hào)的比值。SGM1700 的動(dòng)態(tài)范圍為 3000:1,適用于光強(qiáng)差異較大的場(chǎng)景。
• 制冷型探測(cè)器
SGM1700 采用 - 10℃制冷型 InGaAs 探測(cè)器,通過降低熱噪聲提升穩(wěn)定性,尤其適用于長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)測(cè)量。
八、市場(chǎng)分析
1. 行業(yè)趨勢(shì)
全球光纖光譜儀市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng),預(yù)計(jì) 2025 年全球緊湊型光纖光譜儀市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到357 百萬美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率6.4%,到 2031 年預(yù)計(jì)增長(zhǎng)至563 百萬美元。中國市場(chǎng)因政策支持、工業(yè)升級(jí)和科研需求,成為重要增長(zhǎng)極,國產(chǎn)替代加速推進(jìn)。技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)包括高精度、小型化、智能化及多技術(shù)聯(lián)用(如拉曼 - 激光誘導(dǎo)擊穿光譜聯(lián)用)。
2. 競(jìng)爭(zhēng)格局
國際品牌如 Ocean Optics、Bruker 等占據(jù)高*市場(chǎng),但卓立漢光憑借性價(jià)比優(yōu)勢(shì)和技術(shù)創(chuàng)新,在國內(nèi)市*份額逐步提升。例如,SGM 系列在近紅外檢測(cè)領(lǐng)域的性能對(duì)標(biāo)國際一線*牌,價(jià)格更具競(jìng)爭(zhēng)力。在高速光譜儀市場(chǎng),卓立漢光已躋身全球主要廠商行列,展現(xiàn)出強(qiáng)勁的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
3. 政策與機(jī)遇
中國 “十四五” 規(guī)劃強(qiáng)調(diào)高*儀器國產(chǎn)化,卓立漢光作為國*級(jí)專精特新 “小巨人” 企業(yè),獲得政策支持和資金投入,推動(dòng)技術(shù)突破和市場(chǎng)拓展。此外,國家衛(wèi)健委等部門對(duì)食品安全、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域的法規(guī)要求,進(jìn)一步拉動(dòng)了光纖光譜儀的市場(chǎng)需求。
九、結(jié)語
SGM 系列光纖光譜儀憑借高分辨率、寬波長(zhǎng)覆蓋和智能化設(shè)計(jì)等卓*的性能、廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景和國產(chǎn)替代優(yōu)勢(shì),已成為科研、工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域的可靠工具。卓立漢光將繼續(xù)以技術(shù)創(chuàng)新為核心,持續(xù)提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力,助力中國光譜分析技術(shù)的發(fā)展,為全球客戶提供更高效、精準(zhǔn)的高質(zhì)量解決方案。
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