利用短波紅外圖像在地質領域的應用。根據(jù)不同的礦物對光波的吸收情況,反映出不同的光譜長度,根據(jù)波長探測含有 l-OH、Mg-OH、Fe-OH、Si-OH、碳酸鹽、銨以及硫酸鹽等離子組的物質,從而判斷這些礦區(qū)具有哪些礦石。地質專家和采礦業(yè)者在勘探階段常常花費數(shù)以百萬計美元尋找潛在礦區(qū),如果能夠利用短波紅外影像,可在計劃實地核查之前縮小潛在礦區(qū)范圍,從而降低成本、提高效率。
材料分選的應用案例
材料分選目的主要是用于兩個方面:同類產品分級、異類產品分離。
工業(yè)應用方面,主要要求高效、精準、成本控制。如何制定適合工業(yè)應用,又能夠高效體現(xiàn)近紅外技術的方案,至關重要。在工業(yè)檢測方案制定過程中,其設計的關鍵技術主要包括:光譜分離、光譜標定、分選控制、圖像識別等。
傳統(tǒng)材料分選方式多采用人工、物理特性或者化學檢測方式進行分選,但這些檢測方式要么效率低下、準確率低,要么分選過程會造成損傷,無法實現(xiàn)高效分選。
近紅外分選技術同傳統(tǒng)分選技術相比,則具有高效、無損、快速、簡單的特點。
近紅外光譜波段為780nm-2500nm.近紅外光譜分析技術基于(X-H)分子官能團的化學鍵的簡諧振動,其簡諧振動的振幅與其相應勢能有關。但分子官能團吸收光子時,其勢能會由基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷,從而會在近紅外光譜上形成特征吸收峰。由于不同物質含有的X-H化學鍵的形式、個數(shù)不同,所以不同材料在近紅外光譜形成的吸收峰也各有不同,因而通過吸收峰的位置及強度可以判斷材料種類。
圖為近紅外分子官能團吸收分布圖表。可以看出,圖表主要分為合頻區(qū)和倍頻區(qū),對應的不同區(qū)域吸收的光子能量不同。其中在合頻區(qū)吸收最強,第一倍頻區(qū)次之。
工業(yè)分選示例:棉花異纖
光電式是采用光電三極管對棉花中的異纖識別,主要是通過異纖與棉花的色差反映到光電管的電流差別,經信號放大、處理比較來識別異纖。這種方法原理簡單,制造成本低。但由于是靠色差識別異纖,所以與棉花相近顏色的異纖無法識別,棉花中大量出現(xiàn)的白色丙綸絲不能識別。同樣對有色細小異纖同樣也無法識別。經大量的試驗表明:如毛發(fā)或同樣大小的有色異纖,在高速運行中,光電管識別不了,只能對大團或有一定體積的有色異纖進行識別。整機異纖檢出率不高,只適合粗檢異纖。