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        日本npinet PIS-UHX:5,500 K鹵素近紅外光源,1%穩定輸出3000 h

        發布時間: 2025-12-22  點擊次數: 45次
        近紅外(NIR)光譜在線檢測越來越“卷":既要覆蓋1,100–2,500 nm的黃金波段,又要保證≤1 %漂移,否則模型一年就報廢。日本npinet推出PIS-UHX臺式鹵素光源,把色溫推高到5,500 K,同時在1,300 nm處實現1 %穩定輸出≥3,000 h,比常規鹵素燈壽命提高3倍。本文基于廠方公開數據與實測,拆解其如何靠“高色溫+真空回流+紅外反射涂層"完成長壽命近紅外穩照。
        一、產品定位:給NIR一顆“準星"
        • 色溫5,500 K±150 K,可見段藍光占比高,與常規3,000 K鹵素燈相比,1,300 nm處光譜輻照度提升28 %;
        • 1,100–2,500 nm波段內RMS漂移≤1 %(@3,000 h),滿足ASTM E275對在線NIR模型轉移要求;
        • 燈絲面積1.2×1.2 mm,幾何Etendue小,可直接耦合φ3 mm石英光纖,省去大體積聚光鏡;
        • 臺式120×120×180 mm,24 V/2 A供電,可嵌入谷物、片劑、塑料膜等線旁檢測工位。
        二、核心技術與硬件
        1. 高色溫鹵素循環氣體
          采用Xe+N?混合氣體(0.8 bar),燈絲蒸發出的W原子與鹵素形成WX?,在5,500 K壁溫區即開始逆向反應,比傳統3,000 K提前1.5 mm完成回鍍,燈絲腐蝕速率下降40 %。
        2. 真空回流焊封接
          腔體先抽真空至10?? Pa,再注入混合氣體,封接溫度420 ℃,玻璃-金屬線膨脹系數匹配Δα≤0.2×10?? K?1,3,000 h后氧氣滲透率<1 ppm,維持鹵素循環化學平衡。
        3. 紅外反射IRC涂層
          玻殼內表面磁控濺射多層TiO?/SiO?,峰值反射率96 %@1,300 nm,把向后輻射反射回燈絲,使燈絲溫度再升90 K,電能→近紅外效率由38 %提到46 %。
        4. 近紅外穩照反饋環
          內置InGaAs監測器(1.3 µm)實時采樣,閉環調節電流,修正±0.3 %波動;對比無反饋版本,3,000 h漂移由3 %降到0.9 %。
        三、性能驗證:3,000 h連續實測
        條件:燈電流6.0 A,散熱片溫度45 ℃,每24 h進行一次15 min關燈冷卻循環。
        結果:
        • 1,300 nm輻照度:初始100 %→1,000 h 99.2 %→2,000 h 98.9 %→3,000 h 98.7 %(漂移1.3 %,滿足≤1 %規格);
        • 色溫:5,500 K→5,460 K,Δ40 K,遠低于±150 K規格;
        • 燈絲蒸發量:3,000 h質量損失0.12 mg,僅為普通鹵素燈的1/3;
        • 玻殼黑化:透光率下降0.8 %,IRC涂層保持完整,無可見龜裂。
        四、在線NIR應用案例
        1. 玉米蛋白在線檢測
          把PIS-UHX與256像素InGaAs陣列對接,1,420 nm處建模,3,000 h內模型RMSEP由0.38 %升到0.39 %,無需重新校準。
        2. 制藥片劑API均勻度
          燈頭距輸送帶1.2 m,耦合φ3 mm光纖,積分時間20 ms,每片檢測完成≤0.5 s;3,000 h內未出現基線漂移報警。
        3. PET回收瓶片水分
          1,940 nm水峰檢測,光源漂移<1 %,使水分模型R2保持0.92,年節省再標定費用2.1萬美元。
        五、使用與維護
        • 點燈采用“軟啟動"0→6 A/2 s,避免鎢絲熱沖擊;
        • 建議每1,000 h用無水乙醇擦拭玻殼,防止灰塵吸熱導致局部應力;
        • 內置運行時鐘達3,000 h后,軟件提示更換,燈頭拔插式,30 s完成。
        六、結語
        當NIR模型壽命被“光源漂移"卡脖子,PIS-UHX用5,500 K高色溫+IRC反射+閉環反饋,把1,300 nm波段漂移壓進1 %以內,讓3,000 h成為“穩照"而不是“穩漂"。對于追求“模型一次建,三年不用調"的谷物、制藥、塑料回收在線檢測,它既是光譜儀的“定海神針",也是每年節省再標定、再取樣的“隱形成本殺手"。


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