Optische Analyse
Umfassende optische Analysesysteme in Labor und Prozess für Feststoffe, Flüssigkeiten, Schlämme, Partikel und Gase
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Messmedium
Erdgas, Biogas, Luft, H2, O2, N2
Prozesstemperatur
≤ +550 °C
Umgebungstemperaturbereich
–20 °C ... +55 °C
Ex-Zulassungen
IECEx: Ex pzc op is [ia] IIC T3 Gc
Analyt und Messbereiche
H2S (Schwefelwasserstoff):
Ex-Zulassungen
ATEX / IECEx /UKEx Zone 1
Laserwellenlänge
Starter: 785 nm
Spektrale Abdeckung
Starter 785 nm: 300-3300 cm-1
Messgrössen
Staubkonzentration (nach gravimetrischer Vergleichsmessung), Gasgeschwindigkeit, Gasdruck, Gastemperatur
Prozesstemperatur
–20 °C ... +200 °C
Prozessdruck
–70 hPa ... 10 hPa
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Unterstützte Produkte
FLOWSIC200, GM32, MCS100FT, MCS200HW, MCS300P, MERCEM300Z, VICOTEC320, VICOTEC450, VISIC100SF, VISIC50SF, DUSTHUNTER SB100, DUSTHUNTER SP100, FLOWSIC100, MARSIC300, VICOTEC410, GMS800 (DEFOR + OXOR)
Hosting
Off-Premise: https://monitoringbox.endress.com
Vertragstyp
SaaS (Software as a Service)
Prozesstemperatur
-40 °C ... +220 °C
Messbereich
Streulichtintensität: 0 ... 7.5 mg/m3 / 0 ... 3,000 mg/m3
Konformitäten
TÜV-Baumusterprüfung
Messgrössen
CO2, SO2, NO, NO2, CO, NH3, H2O, CH4
Umgebungstemperaturbereich
0 °C ... +50 °C
Konformitäten
MARPOL Annex VI and NTC 2008 – MEPC.177(58)
Messgrössen
CH4, CO, CO2, Corg, HCl, H2O, NH3, NO, NO2, N2O, O2, SO2
Umgebungstemperaturbereich
+5 °C ... +50 °C
Prozesstemperatur
≤ +550 °C
Messbereich
Über 60 verschiedene Messkomponenten zur Auswahl (abhängig von Konzentration und Messgaszusammensetzung)
Brauchen Sie Hilfe bei der Auswahl Ihres optischen Analysesystems?
Wir unterstützen Sie bei der Auswahl und Konfiguration der Produkte, die am besten für Ihre Messaufgaben und Anwendungen geeignet sind.
Über optische Analysen für Feststoffe, Flüssigkeiten, Schlämme, Partikel und Gase
Endress+Hauser hat bedeutende Investitionen in die Zukunft seiner Kunden getätigt und bietet ein umfassendes Portfolio an Tools für Analysen auf atomarer und molekularer Ebene zur Labor-, Prozess- und Emissionsüberwachung. Unsere hochwertigen optischen Analysesysteme unterstützen Kunden bei der Optimierung wichtiger industrieller Prozesse und der zuverlässigen Überwachung der Produktqualität. Zu den wichtigsten extraktiven und In-situ-Technologien gehören Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS), Quenched Fluorescence (QF), Raman-Spektroskopie, NIR-, IR-, UV/VIS- und Atomabsorption.
Prozesstransparenz: Daten aus der optischen Analyse sorgen für Transparenz in Prozessen und ermöglichen dadurch eine bessere Entscheidungsfindung.Echtzeitmessung: Messungen innerhalb von Sekunden oder Minuten ermöglichen es den Nutzern, Stillstandszeiten zu minimieren und die Betriebskosten in industriellen Prozessen unter Kontrolle zu halten.Qualität und Zuverlässigkeit: Optische Analysesysteme unterstützen Kunden bei der Optimierung wichtiger industrieller Prozesse und der zuverlässigen Überwachung der Produktqualität.Nichtinvasive, berührungslose Messung: Die optische Inline-Analyse ermöglicht eine sichere, effiziente und zerstörungsfreie Messung ohne Aufbereitung oder Handhabung von Proben. Hohe Anlagenverfügbarkeit: Hohe Anlagenverfügbarkeit wird durch die Installation von optischen Systemen erreicht, die einfach zu bedienen und zu warten sind.Einhaltung von Vorschriften: Zur gezielten Minimierung von Emissionen müssen Gaskonzentrationen zuverlässig analysiert und überwacht werden.
Was ist eine optische Analyse?
Eine optische Analyse untersucht, wie das Licht mit Materie interagiert, um chemische Zusammensetzungen zu identifizieren und zu quantifizieren. Dabei wird untersucht, wie sich elektromagnetische Strahlung – insbesondere im ultravioletten, sichtbaren und Infrarotbereich des Spektrums – verhält, wenn sie von Materialien absorbiert, emittiert, gestreut oder transmittiert wird. Optische Analysen dieser Art sind von grundlegender Bedeutung auf Gebieten wie Spektroskopie, Bildgebung und Mikroskopie, wo das Verständnis der Eigenschaften von Licht und seiner Wechselwirkung mit Materie entscheidende Informationen über Molekülstruktur, Zusammensetzung und Dynamik liefert. Um vollständig zu begreifen, wie eine optische Analyse funktioniert, ist es wichtig zu verstehen, was elektromagnetische Strahlung ist und wie sie mit Materie interagiert.
Was ist elektromagnetische Strahlung?
Das elektromagnetische Spektrum umfasst den vollständigen Bereich aller Frequenzen oder Wellenlängen der elektromagnetischen Strahlung. Elektromagnetische Strahlung wird nach ihrer Wellenlänge in Funkwellen, Mikrowellen, Infrarot, sichtbares Licht, Ultraviolett, Röntgenstrahlung und Gammastrahlung unterteilt. Elektromagnetische Strahlung kann als Energie, Wellenlänge oder Frequenz ausgedrückt werden. Das Verhalten der elektromagnetischen Strahlung hängt von ihrer Wellenlänge ab. Elektromagnetische Strahlung hat sowohl Wellen- als auch Teilcheneigenschaften. Eine ruhende Ladung erzeugt ein elektrisches Feld, und eine bewegte Ladung erzeugt sowohl ein elektrisches Feld als auch ein Magnetfeld. Beschleunigte Ladungen senden elektromagnetische Strahlung aus.
Wie interagiert elektromagnetische Strahlung mit Materie?
Wenn elektromagnetische Strahlung mit Materie in Wechselwirkung tritt, kann es zur Absorption, Emission oder Streuung von Strahlung kommen. Die Stärke der Wechselwirkung zwischen elektromagnetischer Strahlung und Materie hängt von der Größe des Dipolmoments der Moleküle ab. Um verschiedene Eigenschaften von Molekülen oder Atomen zu verstehen, werden unterschiedliche Regionen des Lichtspektrums genutzt.
Was ist Spektroskopie?
Spektroskopie ist die Untersuchung der Wechselwirkung zwischen elektromagnetischer Strahlung und Materie, bei der es zur Absorption, Emission oder Streuung von Strahlung kommen kann. Es ist ein unverzichtbares Verfahren, um die atomare oder molekulare Zusammensetzung und Struktur zu verstehen.
Welche Spektroskopie-Techniken und/oder Messverfahren werden für chemische Analysen genutzt?
Seit 2012 hat Endress+Hauser in Technologien für optischen Inline- oder Laboranalysen, Gasüberwachung und Laborautomatisierung investiert. In diesem Rahmen erfolgten die Übernahmen von SpectraSensors, Kaiser Optical Systems, Analytik Jena und der Blue Ocean Nova AG, außerdem sind wir eine strategische Partnerschaft mit der SICK AG eingegangen. Innerhalb dieses erweiterten Analyseportfolios bieten wir eine umfassende Auswahl an Spektroskopie-Tools an. Wir verwenden die Spektroskopie, eine optische Analysetechnik, um die atomare oder molekulare Zusammensetzung zu verstehen, da sich diese Technik durch hohe Spezifizität, Benutzerfreundlichkeit und die Fähigkeit auszeichnet, Einblicke in ein Produkt oder einen Prozess zu gewähren. Spektroskopische Techniken in der chemischen Analyse nutzen Licht, um die Zusammensetzung, Struktur oder Konzentration von Stoffen zu untersuchen. Endress+Hauser stellt folgende Spektroskopie-Techniken bereit:
Raman-Spektroskopie – Erkennt Molekülschwingungen durch die Analyse von gestreutem Laserlicht, ist nützlich zur Identifizierung chemischer Bindungen und Strukturen.Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy (TDLAS) – nutzt auf bestimmte Wellenlängen abgestimmtes Laserlicht für hochempfindliche Messungen von Gaskonzentrationen.Quenched Fluorescence (QF) – misst das Licht, das von angeregten Molekülen ausgesendet wird; mit der QF-Technik werden Veränderungen der Lumineszenzintensität und der Zerfall verfolgt, um Analyten wie z. B. Sauerstoff nachzuweisen. UV-VIS-NIR-Spektrophotometrie – Misst Reflexionsgrad, Absorptionsgrad und Transmissionsgrad von Wellenlängen im ultravioletten, sichtbaren und nahen Infrarotbereich. Infrarot-Spektroskopie (IR-Spektroskopie) – Analysiert die Absorption von IR-Licht, um Funktionsgruppen und Molekülstrukturen zu identifizieren. Atomemissions- und Absorptionsspektroskopie – Misst von Atomen emittiertes oder absorbiertes Licht, um die Elementarzusammensetzung zu bestimmen. Diese optischen Analysetechniken beruhen auf der Wechselwirkung zwischen elektromagnetischer Strahlung und Materie. Dies macht sie zu leistungsfähigen Methoden sowohl für qualitative als auch quantitative chemische Analysen.
Was ist Raman-Spektroskopie?
Raman-Spektroskopie ist eine leistungsfähige Technik der Molekülspektroskopie, die die Schwingungsmoden von Verbindungen analysiert und durch Analyse der Spektren einen molekularen Fingerabdruck zur Identifizierung von Materialien liefert. Als Quelle der elektromagnetischen Strahlung verwendet sie üblicherweise Laserlicht im sichtbaren oder nahen Infrarotbereich. Die Methode misst die als Raman-Streuung bezeichnete unelastische Streuung von Photonen, die auftritt, wenn Licht mit Molekülschwingungen interagiert. Im Gegensatz zu den mit Absorption arbeitenden Techniken beruht die Raman-Spektroskopie auf der Streuung des Lichts und benötigt keine definierte Weglänge. Sie reagiert empfindlich auf Veränderungen der Polarisierbarkeit der Elektronenwolke während der Wechselwirkung mit dem Licht und ist damit ideal für Schwingungsmessungen bei symmetrischen Bindungen. Wie bei anderen Techniken der Molekülspektroskopie wird die Raman-Spektroskopie zur Identifizierung der chemischen Zusammensetzung und der Molekülstruktur eingesetzt. Sie bietet jedoch bedeutende Vorteile, u. a. ihre hohe Spezifizität und die Fähigkeit zur Messung in wässrigen Proben. Ein in Prozessumgebungen vorteilhafter Aspekt der Raman-Spektroskopie ist ihre Fähigkeit, ein quantitatives Analysemodell mit einem Minimum an für den jeweiligen Maßstab spezifischen Daten von der F&E- bis in die Produktionsumgebung zu skalieren.
Was ist UV/VIS-Spektroskopie (im Ultraviolett- und sichtbaren Bereich)?
UV/VIS ist eine Analysetechnik, die misst, inwieweit ultraviolettes und sichtbares Licht von einem Stoff absorbiert wird. Sie arbeitet im Wellenlängenbereich von ca. 200...800 nm und wird üblicherweise zur Bestimmung der Konzentration, chemischen Struktur und Reinheit von Proben eingesetzt. Die UV/VIS-Analyse wird häufig bei Pharmazeutika, in Umweltprüfungen und der chemischen Forschung angewendet, wenn schnelle und zuverlässige Ergebnisse benötigt werden.
Was ist nahes Infrarot (NIR)?
Nahes Infrarot (NIR) bezieht sich auf den Bereich des elektromagnetischen Spektrums mit Wellenlängen von ca. 780...2500 nm. NIR-Spektroskopie wird häufig für optische Analysen zur Identifizierung von chemischen Zusammensetzungen, zur Überwachung von Materialeigenschaften oder zur Durchführung von zerstörungsfreien Prüfungen eingesetzt. Besonders nützlich ist sie Branchen wie Kohlenwasserstoffverarbeitung, Pharmazeutika, Landwirtschaft und Lebensmittelverarbeitung für schnelle, genaue Analysen ohne Probenaufbereitung.
Was ist Absorptionsspektroskopie?
Absorptionsspektroskopie misst die Absorption von bestimmten Wellenlängen der elektromagnetischen Strahlung durch Atome oder Moleküle in einer Probe. Absorption entsteht, wenn bestimmte Frequenzen durch Materie selektiv entfernt werden; sie liefert wertvolle Informationen über Zusammensetzung und Konzentration der Probe.
Was ist Absorptionsspektroskopie mittels abstimmbarer Laserdioden (Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy, TDLAS)?
TDLAS ist eine Form der Infrarot-Spektroskopie, die Absorption im Zusammenhang mit Änderungen der Dipolmomente von Molekülen bei Schwingungsübergängen analysiert. Sie verwendet Laserlicht im Infrarot- oder nahen Infrarotbereich, das auf die charakteristischen Absorptionslinien eines Gases abgestimmt ist, um die Konzentration bestimmter Analyten mit hoher Genauigkeit zu messen. Grundlage dieser Technik ist das Lambert-beersche Gesetz , das eine Beziehung zwischen der Menge des absorbierten Lichts und den Eigenschaften des absorbierenden Materials herstellt. Durch die Anwendung des Lambert-beerschen Gesetzes quantifiziert die TDLAS, wie viel Licht bei bestimmten Wellenlängen absorbiert wird, und ermöglicht so eine genaue Messung von Spurengasen.
Was ist Quenched Fluorescence (QF)?
QF, die auch als Fluoreszenzlöschung bezeichnet wird, ist eine optische Technik, die misst, wie die Fluoreszenz eines Moleküls durch Sauerstoff verringert oder „gelöscht“ wird. Fluoreszenz bezieht sich auf die Lumineszenz des Lichts durch ein angeregtes Molekül fast sofort nach dem Zeitpunkt, an dem es Licht absorbiert. Diese Methode verwendet üblicherweise ultraviolettes (UV) oder sichtbares Licht als Quelle der elektromagnetischen Strahlung. Bei dieser Technik werden fluoreszierende Moleküle angeregt, sodass sie Licht emittieren. Der Grad der Löschung liefert anschließend wertvolle Informationen, ob und in welcher Konzentration bestimmte Analyten wie z. B. Sauerstoff vorhanden sind.
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Technischer Leitfaden für TDLAS- und QF-Analysatoren - Funktionsprinzipien, Konfigurationen und Zertifizierungsinformationen
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