在線智能光譜檢測——應用背景

     據了解，大部分材料行業在生產中普遍存在著同批次、不同時間段或者不同批次之間，質量不穩定的問題。當前國內的企業對于檢測環節，基本采用的是離線檢測方式，按照取樣計劃進行取樣檢驗，響應速度慢，大多數場景是在做事后處理；在生產中常用的催化劑、半成品或某些小料，由于放置時間過長、保存方式不當等原因，其理化性質可能會發生一定程度的變化，導致最終產品的質量參差不齊。用戶急需一套低成本、易安裝、能在線檢測、檢測速度快的方案，在生產過程中能夠提前或者及時對產品問題做出快速響應，并且通過當前主流的AI人工智能技術將大量數據加以利用、學習，輔助生產過程中的決策。

在線智能光譜檢測——含義

     光譜就是光在不同波長處的強度分布曲線。紅外光譜儀是利用物質對不同波長的紅外輻射的吸收特性，進行分子結構和化學組成分析的儀器。光譜在線檢測是一種利用光學方法檢測某種物質光譜特征的技術。其工作原理是通過采集并分析物質的反射、吸收或發射光譜，來定量或定性檢測該物質及其變化特征。

     國工智能在線智能光譜檢測儀就是利用物質對不同波長的輻射（紫外——近紅外）的吸收特性，進行分子結構和化學組成的分析而產生的強度分布曲線，隨著橫坐標波長的變化，不同波長對應的光強度也隨之變化。

     以在線智能光譜儀采集數據為前提，數據大腦平臺為依托，“在線智能光譜檢測系統”通過當前主流AI人工智能技術在線將采集到的大量數據機器學習、訓練模型，模型對生產材料進行在線檢測，檢測結果可以輔助生產過程的決策，在品質監控以及原料投放方面起到了重要作用。光譜傳感器的光源波段覆蓋紫外到近紅外區域。

     產品分為隔爆\普通型液體在線光譜和插入式（儀表式）在線檢測，同時還配置了自動清洗裝置、傳送裝置及快插安裝結構，方便取樣及清洗過程的順利進行，保障產品數據采集的準確性。采用國工智能硬件采集設備對目標產品進行取樣，用戶化工防爆現場的在線采樣覆蓋紫外-近紅外，可接于管道，反應釜容器，罐區，實驗室等，通過內置PLC控制，可與產線控制系統如DCS進行聯動控制和數據互傳，同時整套系統會接入國工數據大腦，對產線中產品質量進行實時監控和決策分析。

 

在線智能光譜檢測——功能

 

     通過光譜對物質進行檢測產生數據，上傳至數據大腦平臺，數據大腦將產生的數據進行分析可以實現定量檢測、定性檢測、一致性分析三種功能。

應用案例：

     某客戶在生產過程中，涉及浸泡工藝。浸泡時使用的浸泡液是一種不斷發生氧化變化的液體。當浸泡液氧化到一定程度后，它的功效會隨之減少，當減少到一定程度時便不能繼續用于生產，需要更換或者添加新的浸泡液。由于上游浸泡液的保密性，液體無法通過實驗室的檢測來判斷是否處于有效狀態，以及是否可以繼續用于生產，導致生產出來的產品參差不齊，嚴重的話會影響整個企業的產品形象。

案例——客戶需求

一套可以及時顯示當前液體有效期的檢測方案。

案例——實驗方案

物料：A溶液（處理前）、A溶液（處理后）（注：處理后的液體加入了B物質，可認為處于失效狀態）

檢測目的：檢測出溶液處理前后的差異，判斷其是否有效

     檢測方式：將溶液（A處理前溶液、A處理后溶液）分別采集數據。利用國工智能在線光譜儀于近紅外通道，對液體使用一致性對比的檢測方式，檢測處理前與處理后的差異，判斷其是否有效。

案例——分析過程：

 

一、數據采集

將A處理前、A處理后溶液分別倒出150ml至容器中，進行數據采集。

二、數據處理分析

     取每組所采集數據進行查看，同組數據波動率在2%以內，數據處于穩定狀態。

驗證方案：將A處理前溶液數據訓練一致性模型，取A處理前后溶液數據進行檢測驗證。

三、檢測驗證：

     以A處理前溶液作為標準樣，取A處理前后溶液的數據進行檢測，A處理前溶液（溶液本身做采集數據）檢測結果為99%以上，A處理后溶液檢測結果為95%，差值為4%。

案例——檢測結果

液體處理前后差異明顯：A處理前溶液和A處理后溶液，差值為4%；

案例——檢測結論

     在實驗室環境下使用定一致性對比的檢測方式進行檢測驗證，針對此次原料的檢測，結果如下：

1、處理前溶液有效期為100%，處理之后的液體為失效狀態，處理前后溶液之間的差異明顯，國工智能在線光譜檢測儀可以檢測到液體的浸泡液的失效狀態；

2、能夠檢測出液體的變化程度，為現場生產起到了輔助決策的作用。

     綜上所述，智能光譜在線檢測可以檢測液體變化情況這一需求，在線檢測的方式一定程度上為客戶現場減少了取樣、送樣、接收樣品、實驗室離線檢測的次數，檢測速度快、響應速度快，為客戶降低了時間成本、人力成本、實驗室維護成本，同時提高了生產效率；可以與現場PLC、DCS交互監控，進而實現現場的反控；可以與MES、LIMS等系統進行聯動，為客戶做到了輔助生產過程的判斷與決策，在品質監控以及原料投放方面起到了重要作用。

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在線智能光譜檢測儀——應用

 

1、客戶場景：制藥、生物、石油化工、精細化工、環保、食品；

2、檢測對象：液體、粉體、固體、定性類別、相似度、含量濃度；

3、安裝場景：管道、反應釜容器、罐區、實驗室、料槽、自動化設備等；