賽默斐視SIMV涂層測厚儀是應(yīng)用固定近紅外波長測試不同產(chǎn)品含水量的近紅外光電分析儀器,是一體化的儀器,所有連續(xù)監(jiān)測必需的組件均置于儀器內(nèi),根據(jù)波長的不同可以同時測試兩種成分(例如水膠和油膠的涂層厚度)。
【檢測原理】
水分子的O-H鍵在幾個特定的波長吸收近紅外線輻射。賽默斐視SIMV測試儀內(nèi)旋轉(zhuǎn)的濾光盤上三個濾光片產(chǎn)生這些吸收波長和不吸收波長,交替地從產(chǎn)品表面反射到內(nèi)部光學組件,由光信號轉(zhuǎn)換成的電子脈沖經(jīng)過一個比率算法計算出正比例的水分含量,這個含量再經(jīng)偏置和跨度的校正變成直接的水分含量。特別設(shè)計的濾光反射信號算法,消除了光學部件老化和不同的物料反射特性引起的偏差。
大多數(shù)物質(zhì)都由于成分的不同而有不同的NIR吸收峰,這樣一來就可以選擇合適的波長測試不同的物質(zhì)。例如,所有的有機物均吸收2300-2350nm 和 1670-1750nm 而水分吸收1940nm,如下表:
化學結(jié)構(gòu) |
典型物質(zhì) |
吸收波長nm |
O-H(水分) |
水分 |
1450,1940 |
O-H(乙醇) |
酒精、丁醇、碳水化合物 |
2100 |
C-H(脂肪族) |
涂層、塑料、溶劑 |
1720,2300 |
C-H(芳香族) |
涂層、塑料、溶劑 |
2150 |
NIR只可以測試有特別吸收峰的物質(zhì),瓷粉和增白劑不吸收紅外線,沒有特別的吸收峰,所以不適用NIR技術(shù)。
【涂層種類】
通常有3種涂層:
1. 水性涂層:溶液的濃度在10%-60%之間。
2. 油性涂層:溶劑為有機物溶液,和水性涂層應(yīng)用相似,但要注意有一定的危險品成分。
3. 擠出和熱溶膠涂層:涂在底材上是熔溶物,涂布頭的種類有加熱壓模, 加熱槽和浸槽。
【測試方式及優(yōu)缺點】
近紅外水分和涂層測試儀應(yīng)用方式有多種,通常能歸類為濕測試和干測試。
濕測試:測試位于涂布頭附近,對于水涂層,測試的是涂層的含水量,對于油涂層,測試的是涂層的溶劑的含量。對于濕測來說,涂層并非直接測試而是通過已知的濃度推算出來。
干測試:測試位于水或其他溶劑已經(jīng)被烘干的地方,是直接最后的涂層測試。這種測試只有涂層含有紅外線吸收物才可以進行,這種涂層幾乎都是含有有機物的C-H鍵。
濕
測 |
優(yōu)點 |
1.控制速度較快,因為測試位置靠近涂布頭;
2.通常精度較高,因為溶液的水和溶劑含量通常較高,較少的涂層變化都能測試。 |
缺點 |
1.需要保持溶液的濃度來保證測試的精度,批量之間少許的差異不會影響測試,但要求測試儀對每種不同的濃度標定;
2.油性溶劑需要考慮測試頭適合危險的環(huán)境,這樣一來,測試頭體積和成本都有所增加。 |
干 測 |
優(yōu)點 |
1.實際的涂層量直接測試;
2.少受危險品的影響。 |
缺點 |
1.涂層必須為紅外線吸收物質(zhì);
2. 測試頭安裝在離涂布頭較遠的位置,對控制系統(tǒng)造成延遲。 |
【典型應(yīng)用】
應(yīng)用領(lǐng)域 |
涂層類型 |
測試方式 |
檢測精度 |
薄膜底材 |
水性膠粘涂層 |
濕測或干測 |
精度為±0.2gm(0.12lb/rm) |
水性乳液涂層 |
濕測 |
精度為±0.15gm(0.09lb/rm) |
金屬底材 |
塑料涂層 |
干測 |
精度為±0.1gm(0.06lb/rm) |
蠟涂層 |
干測 |
精度為±0.15gm(0.09lb/rm) |
紙底材 |
水性、油性膠粘涂層 |
濕測或干測 |
精度為±0.15gm(0.09lb/rm) |
熱熔膠涂層 |
干測 |
精度為±0.2gm/(0.12lb/rm) |
塑料乳劑涂層 |
濕測或干測 |
精度為±0.2gm(0.12lb/rm) |
蠟涂層 |
干測 |
精度為±0.2gm(0.12lb/rm) |