Bei der UV-sichtbaren Nahinfrarotspektroskopie, der Raman-Spektroskopie, der Fluoreszenzspektroskopie und der Atomabsorptionsspektroskopie-Analyse wirken sich die Materialien der Probenzelle und des Strahlengangfensters direkt auf das Signal-Rausch-Verhältnis und die Nachweisgrenze aus. Quarzröhren sind aufgrund ihrer extrem hohen Durchlässigkeit im tiefen Ultraviolettbereich (≥ 185 nm), ihrer extrem geringen Hintergrundfluoreszenz, ihrer hervorragenden chemischen Inertheit sowie ihrer hohen Temperatur- und Hochdruckbeständigkeit zum bevorzugten Träger für die Spektralprüfung von Gasen, Flüssigkeiten, Pulvern und sogar bei hohen Temperaturen geschmolzenen Proben geworden.

FAQ (häufig gestellte Fragen)

F1: Warum wird bei der Spektralprüfung eine Quarzröhre anstelle einer gewöhnlichen Glasröhre verwendet?  

A: Gewöhnliches Glas (z. B. Borosilikatglas) schneidet im ultravioletten Bereich (<350 nm) fast vollständig ab, und Verunreinigungen wie Eisen und Natrium können charakteristische Absorptionsspitzen erzeugen, die das Probensignal stören. Der Transmissionsbereich der Quarzröhre kann auf 185–2500 nm erweitert werden, und der Hintergrund ist flach, wodurch sie sich besonders für die UV-Bandanalyse und Spurenerkennung eignet.

F2: Für welche spektroskopischen Techniken sind Quarzröhren geeignet?  

A: Hauptsächlich einschließlich: ① UV-sichtbare Spektrophotometrie (Flüssigkeits-/Gas-Durchflusszelle); ② Fluoreszenzspektroskopie (Quarzmaterial mit geringer Fluoreszenz); ③ Raman-Spektroskopie (Quarz mit niedrigem Hintergrund reduziert Quarzpeak-Interferenz); ④ Atomabsorptionsspektroskopie (Schutzrohr oder Probenrohr eines Graphitofenzerstäubers); ⑤ Nahinfrarot-Online-Erkennung (Langweg-Durchflusszelle).

F3: Was sind die besonderen Anforderungen an Quarzröhren in verschiedenen Spektralanwendungen?  

A: Ja, das ist es. Zum Beispiel:

- Für den Einsatz im ultravioletten Bereich ist synthetischer Quarz (mit niedrigem OH-Gehalt und 185 nm Durchlässigkeit > 80 %) erforderlich;  

- Bei der Fluoreszenzspektroskopie sollte „Quarz mit geringer Fluoreszenz“ oder „ultrareiner Quarz“ verwendet werden, um falsche Peaks in der Hintergrundfluoreszenz des Quarzes zu vermeiden.  

-Hochtemperaturspektroskopie (z. B. die Analyse geschmolzener Salze) erfordert dickwandige, hitzebeständige Quarzrohre;  

-Es wird empfohlen, für die Raman-Spektroskopie „nicht lumineszierenden Quarz“ zu verwenden, um den Raman-Streuungspeak von Quarz selbst zu unterdrücken.

F4: Können wir Quarzröhren mit unregelmäßigen Formen oder speziellen optischen Pfadstrukturen anpassen?  

A: Absolut möglich. Wir bieten maßgeschneiderte Lösungen wie rechteckige Durchflusszellenröhrchen, Z-Typ-Langwegzellen, Probenröhrchen mit Standard-Glasfaserschnittstellen, doppelschichtige Konstanttemperaturröhrchen, Mikrokapillaren (mit Innendurchmessern bis zu 0,1 mm) und flanschversiegelte Gaszellen.

F5: Kann ein Nachweisbericht für die Durchlässigkeit von Quarzröhren bereitgestellt werden?  

A: Okay. Jeder Materialcharge liegt eine Transmissionskurve (190–2500 nm) bei, die mit einem UV-sichtbaren Nahinfrarot-Spektrophotometer gemessen wird, und spezifische Transmissionswerte für Schlüsselwellenlängen wie 200 nm, 254 nm und 365 nm sind markiert.

Kernbedürfnisse und Lösungen der Benutzer

-Anforderung 1: Erzielen Sie einen ausreichenden Lichtstrom im tiefen Ultraviolettbereich, um zu vermeiden, dass Probensignale im Rauschen untergehen

Wir bieten synthetische Quarzröhren mit einer Durchlässigkeit von ≥ 85 % bei 200 nm und ≥ 80 % bei 185 nm an, was viel höher ist als bei gewöhnlichem Quarz (ca. 50 % bei 200 nm).

-Anforderung 2: Vermeiden Sie die Absorption von Verunreinigungen oder Fluoreszenzstörungen durch das Quarzrohr selbst im Probenspektrum

Wir verwenden hochreines Quarzrohmaterial (Gesamtmetallverunreinigungen <5 ppm) und führen eine spezielle Glühbehandlung an der Fluoreszenzanalyseröhre durch, wodurch die Hintergrundfluoreszenzintensität auf weniger als 1/5 der Intensität von gewöhnlichem Quarz reduziert wird.

-Anforderung 3: Muss perfekt auf die vorhandene Probenkammer oder das Zirkulationssystem des Spektrometers abgestimmt sein

Wir bieten kundenspezifische Größen im Bereich von Außendurchmesser 2–100 mm und Länge 10–300 mm an und können mit PTFE- oder PEEK-Verbindungen, O-Ring-Nuten und standardmäßigen optischen Schnittstellen (SMA, FC usw.) kombiniert werden.

-Anforderung 4: Spektroskopische In-situ-Prüfung unter Hochtemperatur- oder Hochdruckbedingungen

Wir können Quarzrohre mit einer Druckfestigkeit von 5 MPa und einer Temperaturbeständigkeit von bis zu 1100 °C herstellen und Gaseinlass- und -auslasszweige für die spektrale Überwachung katalytischer Hochdruck-In-situ-Reaktionen integrieren.

Kernwerte und Anwendungsvorteile des Produkts

1、 Optischer Leistungsvorteil – Gewährleistung der Authentizität und Reproduzierbarkeit der Daten

Durchlässigkeitsbereich: 185–2500 nm (synthetischer Quarz), deckt tiefes Ultraviolett bis Nahinfrarot ab und erfüllt die Anforderungen der meisten spektroskopischen Technologien

UV-Durchlässigkeit: 200 nm ≥ 85 %, 254 nm ≥ 90 %, erhöhte Empfindlichkeit im UV-Bereich, wodurch der Leistungsbedarf der Lichtquelle reduziert wird

Hintergrundebenheit: Schwankungen im Bereich von 190–1100 nm betragen weniger als 3 %, bei einer geraden Basislinie und ohne die Notwendigkeit einer komplexen Hintergrundkorrektur

Fluoreszenzhintergrund: Unter Anregung bei 350 nm beträgt die Fluoreszenzintensität bei 450 nm weniger als 0,1 % relative Luftfeuchtigkeit und es gibt keine falschen Peaks im Fluoreszenzspektrum, was die Quantifizierung genauer macht

Raman-Hintergrund: Die Intensität des charakteristischen Quarzpeaks (ca. 465 cm ⁻⊃1;) wird so gesteuert, dass sie am niedrigsten ist, wodurch die Behinderung des Raman-Signals der Probe durch den Quarzpeak verringert wird

2、 Struktur und Anpassungsfähigkeit – anpassbar an verschiedene Spektralinstrumente und Probenformen

-Flüssige Proben: Durchflusszellenrohr (Z-Typ, gerader Durchgang), kolorimetrisches Schalenrohr (10 mm standardmäßiger optischer Pfad), Temperaturkontrollmantelrohr

-Gasproben: Langweg-Gaszellenröhre (optischer Weg 0,5–2 m), Mikrogasröhre (Innendurchmesser 1–3 mm)

-Feststoff/Pulver: Rotierendes Probenröhrchen, Kapillarröhrchen (verwendet für Röntgenbeugung/Raman-Kombination)

-Hochtemperaturproben: eine Kombination aus hitzebeständigen Rohren mit offenen Enden (die mit Rohröfen verwendet werden können) und eingebetteten Rohren mit Probenschiffchen

-Drucksystem: druckbeständiges Quarzrohr mit Gewinde- oder Flanschschnittstelle (Arbeitsdruck ≤ 5 MPa)

3、 Typische Spektralanwendungsszenarien und Anpassungsvorschläge

UV-Vis-Spektrophotometrie: Biochemische Reagenzien, Arzneimittellösungen, rechteckiges Durchflusszellenrohr, 10 mm optischer Pfad, doppelseitiger SMA-Anschluss – ermöglicht eine kontinuierliche Flusserkennung und spart Probenvolumen

Fluoreszenzspektroskopie: Seltenerdkomplexe, Quantenpunkte, vierseitiges transparentes Quarzrohr mit konstanter Temperatur und fluoreszierendem Quarz – eliminiert den Quarzhintergrund und verbessert das Signal-Rausch-Verhältnis um mehr als das Dreifache

Raman-Spektroskopie: Polymer, Mineral, Batteriematerialien, nicht lumineszierende Quarzkapillare (Innendurchmesser 0,5–1 mm) – reduziert Quarzpeak-Interferenzen, um reine Raman-Spektren der Probe zu erhalten

Atomabsorptionsspektroskopie: Analyse von Schwermetallelementen, äußeres Schutzrohr des Graphitofens + Probeninjektionsrohr – hochtemperaturbeständig, leicht zu reinigen, kein Memory-Effekt

In-situ-Spektroskopie katalytischer Reaktionen: Katalysatorpulver + Reaktionsgas, Hochtemperatur- und Hochdruck-Durchflusszellenrohr (mit Gaseinlass und -auslass sowie Quarzfenster) – Echtzeitüberwachung von Reaktionszwischenprodukten, dynamischere Daten

Nahinfrarot-Online-Detektion: Öl, Alkohol, Milchprodukte, gerades Rohr mit langem Weg (50–200 mm), Druck- und Korrosionsbeständigkeit – langer Weg verbessert die Empfindlichkeit der Erkennung schwach absorbierender Proben

Welche praktischen Anwendungsprobleme können gelöst werden?

Problem 1: Gewöhnliche Glasröhrchen absorbieren stark im ultravioletten Bereich, was dazu führt, dass Proben mit geringer Konzentration nicht erkannt werden können

-Ursache: Übergangsmetallionen und intrinsische Absorptionsseitenbänder in Glas liegen in der Nähe von 350 nm.

-Lösung: Das synthetische Quarzrohr erweitert das verfügbare Wellenlängenband auf 185 nm und die Absorption der ultravioletten Probe kann genau gemessen werden, wodurch die Nachweisgrenze um eine Größenordnung reduziert wird.

Problem 2: Der Fluoreszenzpeak des Quarzrohrs überlappt mit dem der Probe, was zu falsch positiven Ergebnissen führt

-Ursache: Gewöhnlicher Quarz enthält Verunreinigungsdefektzentren, die unter UV-Anregung eine Breitbandfluoreszenz erzeugen.

-Lösung: Schwach fluoreszierender Quarz wird verwendet und mit einer Hochtemperatur-Wasserstoffatmosphäre behandelt, was zu einer Hintergrundfluoreszenzintensität von nur 15 % oder weniger als die von gewöhnlichem Quarz führt und eine genaue Erkennung schwach fluoreszierender Proben gewährleistet.

Problem 3: Bei der Fließinjektionsanalyse kommt es zu Leckagen oder einer Fehlausrichtung der Rohrleitungsschnittstelle oder des optischen Pfads

-Ursache: Standard-Quarzröhren haben keine passenden Anschlüsse und Benutzer können leicht abweichen, wenn sie sie selbst übertragen.

-Lösung: Wir können die vom Benutzer bereitgestellten Schnittstellenzeichnungen (z. B. 1/4-28 UNF-Gewinde, SMA 905-Faserbuchsen usw.) integrieren oder präzise verarbeiten, um eine optische Kopplungseffizienz von ≥ 95 % sicherzustellen.

Frage 4: Bei Hochtemperatur-In-situ-Spektroskopietests kann es zu Blasen oder Explosionen im Quarzrohr kommen

-Grundursache: Ein hoher Hydroxylgehalt (OH) im Material führt bei hohen Temperaturen zur Blasenbildung; Ungleichmäßige Wandstärken können zu thermischen Spannungen führen.

-Lösung: Wir liefern Quarz mit niedrigem OH-Gehalt (OH ≤ 10 ppm) und verwenden eine Rohrziehtechnologie mit präziser Dickenkontrolle, mit einer Wanddickentoleranz von ± 0,1 mm und einer sicheren Temperaturbeständigkeit von bis zu 1100 °C.

Warum uns wählen?

1. Materialqualität transparent optional

Wir bieten drei Qualitäten an: ① Hochreiner Quarz (kostengünstiger Typ); ② Synthetischer Quarz (optische Qualität, höchste UV-Durchlässigkeit); ③ Ultrareiner Quarz mit geringer Fluoreszenz (Fluoreszenz/Raman-spezifisch). Jedem Typ liegt eine gemessene Transmissionskurve bei.

2. Verarbeitungsfähigkeit für unregelmäßige optische Pfadstrukturen

Wir verfügen über eine komplette Reihe von Prozessen, einschließlich unregelmäßigem CNC-Schneiden, Wasserstoff-Sauerstoff-Flammenpräzisionsschweißen und Endflächenpolieren in optischer Qualität (Rauheit Ra ≤ 0,02 μm), mit denen Z-förmige Pools, W-förmig gefaltete optische Röhren, integrierte Blasen- oder Linsenstrukturen erzeugt werden können.

3. Die Sauberkeit entspricht den Anforderungen des Spektralniveaus

18-stufige Präzisionsreinigung (Säurewäsche + Spülung mit ultrareinem Wasser + Infrarottrocknung), fett- und staubfrei, kann direkt für die Spurenanalyse verwendet werden, ohne dass der Benutzer eine erneute Reinigung durchführen muss.

4. Starke Chargenkonsistenz

Bei Mehrkanalspektrometern oder der Qualitätskontrolle von Produktionsprozessen (z. B. Online-Tests in Pharmafabriken) stellen wir sicher, dass der optische Wegunterschied von Quarzröhren in derselben Charge ≤ ± 0,05 mm und die Transmissionsabweichung ≤ 2 % beträgt.

Kundenanwendungsfall (anonym)

Fall 1: Ein bekannter Hersteller von Analyseinstrumenten (ausgestattet mit einer Durchflusszelle für ein UV-sichtbares Spektralphotometer)

Hintergrund: Der Kunde hat ein High-End-Zweistrahl-UV-Vis-Spektrophotometer entwickelt, das eine Mikrodurchflusszelle erfordert (optischer Pfad 10 mm, Innendurchmesser 2 mm, Probenvolumen <50 μl). Der ursprüngliche Lieferant lieferte Quarzröhrchen mit einer Durchlässigkeit von nur 65 % unter 220 nm, und die optische Pfadabweichung zwischen den Chargen erreichte ± 0,2 mm, was zu einer schlechten Reproduzierbarkeit des vom Benutzer gemessenen molaren Absorptionsvermögens führte.  

Lösung: Wir bieten Z-förmige Durchflusszellenrohre aus synthetischem Quarz mit optischer Politur an der Endfläche, einer 200-nm-Durchlässigkeit von 88 % und einer optischen Pfadtoleranz von ± 0,05 mm.

Ergebnis:

-Die Energie im ultravioletten Bereich des Instruments wurde um 30 % erhöht und das Signal-Rausch-Verhältnis hat das branchenführende Niveau erreicht.  

-Die Absorptionsreproduzierbarkeit (RSD) des Kundeninstruments sank von 2,1 % auf 0,4 %.  

-Dieser Umlaufpool ist für Kunden zur Standardkonfiguration für dieses Instrumentenmodell geworden, mit einem Gesamtvorrat von über 5000 Stück.  

-Kundenfeedback: „Sie haben unser seit langem bestehendes Problem mit Chargen mit UV-Durchlässigkeit gelöst.“

Fall 2: Ein katalytisches Forschungsteam in Europa

Hintergrund: Um die Oberflächenzwischenprodukte von Katalysatoren in Methan-Trockenreformierungsreaktionen zu untersuchen, ist eine In-situ-Raman-Spektroskopiezelle mit hoher Temperatur (800 °C), Normaldruck und zugänglichem Reaktionsgas erforderlich. Die Hauptschwierigkeit liegt im starken Raman-Hintergrundpeak (ca. 465 cm ⁻⊃1;), der von Quarzröhren bei hohen Temperaturen erzeugt wird und der genau die Raman-Verschiebung wichtiger Ni-O-Bindungen im Katalysator abdeckt (ca. 500–550 cm ⁻⊃1;).  

Lösung: Wir passen ein nicht lumineszierendes Quarzkapillarrohr an (Außendurchmesser 6 mm, Innendurchmesser 4 mm, Länge 150 mm) und führen eine spezielle Glühbehandlung durch, um den intrinsischen Raman-Peak von Quarz zu unterdrücken. Integrieren Sie gleichzeitig zwei Gaseinlass- und -auslasszweige und ein Paar Quarzfenster.  

Ergebnis:

-Die Spitzenintensität des Quarzrohrs bei 465 cm ⁻⊃1; verringerte sich auf 30 % des Werts von gewöhnlichem Quarz, und der charakteristische Peak von Ni-O war deutlich erkennbar.    

Fall 3: Eine Umweltüberwachungsstation (mit Hilfe der Atomabsorptionsspektroskopie zur Messung von Blei in Wasser)

Hintergrund: Verwenden Sie ein Graphitofen-Atomabsorptionsspektrometer, um Spuren von Blei im Trinkwasser nachzuweisen (Anforderung an die Nachweisgrenze <1 μ g/L). Ursprünglich wurde das importierte Quarzschutzrohr verwendet, doch nach 30 Einsätzen bildete sich an der Innenwand ein weißer Bodensatz, der einen Memory-Effekt verursachte und zu einem Anstieg der Blindwerte führte. Die Kosten für den Austausch importierter Rohre sind hoch (ca. 2000 Yuan pro Stück) und die Lieferzeit beträgt bis zu 8 Wochen.  

Lösung: Wir passen äußere Schutzrohre (Außendurchmesser 18 mm, Innendurchmesser 14 mm, Länge 120 mm) und Probeninjektionsrohre (Außendurchmesser 3 mm, Innendurchmesser 2 mm) individuell an das Instrument an, verwenden hochreinen Quarz und führen eine Passivierungsbehandlung der Innenwand durch.  

Ergebnis:

-Die Blindabsorption sank von 0,045 auf 0,008 und die Nachweisgrenze der Methode wurde von 0,9 μg/L auf 0,3 μg/L optimiert.  

-Das Problem des Kunden mit Ausfallzeiten und dem Warten auf Materialien wurde gelöst.  

Fall 4: Ein Pharmaunternehmen (Nahinfrarot-Online-Überwachung des Wirbelschichttrocknungsprozesses)

Hintergrund: Während des Trocknungsprozesses von pharmazeutischen Granulaten ist eine Echtzeitüberwachung des Feuchtigkeitsgehalts erforderlich. Die Edelstahlsonde wurde ursprünglich in Verbindung mit der optischen Faser verwendet, aber die Partikel neigten dazu, am Lichtfenster zu haften, was zu Signaldrift führte. Ich hoffe, ein Langweg-Quarzdurchflussrohr (200 mm Weglänge) als Bypass-Durchflusszelle verwenden zu können, damit Partikel für eine kontinuierliche NIR-Detektion durch das Rohr fließen können.  

Lösung: Passen Sie ein gerades Quarzrohr mit einem Innendurchmesser von 20 mm, einem Außendurchmesser von 24 mm und einer Länge von 220 mm an. Beide Enden sind mit Spannverbindungen in Hygienequalität ausgestattet und der Röhrenkörper ist sandgestrahlt, um eine Signalsättigung durch Totalreflexion des Lichts an der Innenwand der Röhre zu verhindern.  

Ergebnis:

-Die mattierte Behandlung macht das diffuse NIR-Reflexionssignal stabiler und reduziert den RMSEP (Root Mean Square Error of Prediction) des Feuchtigkeitsvorhersagemodells um 32 %.  

-Die Partikel haften nicht und können 3 Monate lang ununterbrochen betrieben werden, ohne dass sie zerlegt oder gewaschen werden müssen.  

-Wir haben Kunden dabei geholfen, den Trocknungsprozess in Echtzeit zu steuern, die Trocknungszeit für eine einzelne Charge um 15 % zu reduzieren und jährlich etwa 400.000 Yuan Energie einzusparen.  

-Bewertung des Prozessingenieurs: „Obwohl dieses Quarzrohr kein Originalzubehör des Instruments ist, versteht es unsere Prozessschwierigkeiten besser als die ursprüngliche Werkslösung

Ganz gleich, ob Sie ein Forschungs- und Entwicklungsingenieur für Spektralinstrumente, ein Laborforscher oder ein Online-Detektionssystemintegrator sind – wir können das am besten geeignete Quarzrohr in Spektralqualität basierend auf Ihrem Wellenlängenbereich, Ihrer Probenmorphologie, Ihren Schnittstellenstandards und Ihrem Budget anpassen.  

Stellen Sie Ihr optisches Wegdiagramm oder Fotos vorhandener Probenröhrchen sofort zur Verfügung und erhalten Sie innerhalb von 24 Stunden maßgeschneiderte Lösungen und Angebote, um Ihre Spektraldaten reiner, zuverlässiger und reproduzierbarer zu machen.

Luverre Quartz ist ein auf Quarzrohre und andere Quarzartikel spezialisierter Hersteller. Wir verfügen über mehr als 18 Jahre Erfahrung in der Herstellung von Quarzrohren und sind Ihr zuverlässiger Partner für Quarzrohre und andere Quarzartikel.

Luverre Quartz kann maßgeschneiderte Quarzrohre in verschiedenen Formen herstellen, z. B. spiralförmig, quadratisch, rund, mit Bearbeitung einschließlich Schneiden, Biegen, Schweißen usw. und in verschiedenen Farben erhältlich, z. B. transparente Quarzrohre, undurchsichtige Quarzrohre, milchig weiße Quarzrohre, rote Quarzrohre usw.