Dans la spectroscopie UV visible proche infrarouge, la spectroscopie Raman, la spectroscopie de fluorescence et l'analyse par spectroscopie d'absorption atomique, les matériaux de la cellule d'échantillon et de la fenêtre du trajet optique affectent directement le rapport signal/bruit et la limite de détection. Les tubes de quartz sont devenus le support préféré pour les tests spectraux de gaz, de liquides, de poudres et même d'échantillons fondus à haute température en raison de leur transmission extrêmement élevée dans la région ultraviolette profonde (≥ 185 nm), de leur fluorescence de fond extrêmement faible, de leur excellente inertie chimique et de leur résistance aux températures et aux pressions élevées.

FAQ (Foire aux questions)

Q1 : Pourquoi un tube de quartz est-il utilisé au lieu d'un tube de verre ordinaire dans les tests spectraux ?  

R : Le verre ordinaire (tel que le verre borosilicaté) est presque complètement coupé dans la région ultraviolette (<350 nm), et les impuretés telles que le fer et le sodium peuvent produire des pics d'absorption caractéristiques, interférant avec le signal de l'échantillon. La plage de transmission du tube de quartz peut être étendue jusqu'à 185-2 500 nm et le fond est plat, ce qui le rend particulièrement adapté à l'analyse des bandes UV et à la détection de traces.

Q2 : Pour quelles techniques spectroscopiques les tubes de quartz sont-ils adaptés ?  

R : Comprenant principalement : ① Spectrophotométrie UV visible (cellule à circulation liquide/gaz) ; ② Spectroscopie de fluorescence (matériau de quartz à faible fluorescence) ; ③ Spectroscopie Raman (un faible fond de quartz réduit les interférences des pics de quartz) ; ④ Spectroscopie d'absorption atomique (tube de protection ou tube d'échantillon d'atomiseur à four en graphite) ; ⑤ Détection en ligne proche infrarouge (cellule à circulation longue distance).

Q3 : Quelles sont les exigences particulières pour les tubes de quartz dans différentes applications spectrales ?  

R : Oui, c'est le cas. Par exemple:

-Le quartz synthétique (avec une faible teneur en OH et une transmission de 185 nm> 80 %) est requis pour une utilisation dans la région ultraviolette ;  

-La spectroscopie de fluorescence doit utiliser du « quartz à faible fluorescence » ou du « quartz ultra pur » pour éviter les faux pics dans la fluorescence de fond du quartz ;  

-La spectroscopie à haute température (telle que l'analyse des sels fondus) nécessite des tubes de quartz à parois épaisses et résistants à la chaleur ;  

-Il est recommandé d'utiliser du « quartz non luminescent » pour la spectroscopie Raman afin de supprimer le pic de diffusion Raman du quartz lui-même.

Q4 : Pouvons-nous personnaliser des tubes de quartz avec des formes irrégulières ou des structures de chemin optique spéciales ?  

R : Absolument possible. Nous proposons des solutions personnalisées telles que des tubes de Flow Cell rectangulaires, des cellules à long trajet de type Z, des tubes d'échantillons avec des interfaces à fibre optique standard, des tubes à température constante à double couche, des microcapillaires (avec un diamètre intérieur allant jusqu'à 0,1 mm) et des cellules à gaz scellées par bride.

Q5 : Un rapport de détection peut-il être fourni pour la transmission des tubes de quartz ?  

R :  D’accord. Chaque lot de matériaux est accompagné d'une courbe de transmission (190-2 500 nm) mesurée par un spectrophotomètre UV visible proche infrarouge, et les valeurs de transmission spécifiques pour les longueurs d'onde clés telles que 200 nm, 254 nm et 365 nm sont marquées.

Besoins et solutions fondamentaux des utilisateurs

-Exigence 1 : Obtenir un flux lumineux suffisant dans la région ultraviolette profonde pour éviter que les signaux d'échantillon ne soient immergés dans le bruit

Nous fournissons des tubes en quartz synthétique avec une transmission ≥ 85 % à 200 nm et ≥ 80 % à 185 nm, qui est bien supérieure à celle du quartz ordinaire (environ 50 % à 200 nm).

-Exigence 2 :  Éviter l'absorption d'impuretés ou les interférences de fluorescence provenant du tube de quartz lui-même sur le spectre de l'échantillon

Nous utilisons une matière première de quartz de haute pureté (impuretés métalliques totales < 5 ppm) et effectuons un traitement de recuit spécial sur le tube d'analyse fluorescent, réduisant l'intensité de fluorescence de fond à moins de 1/5 du quartz ordinaire.

-Exigence 3 : Doit être parfaitement adapté à la chambre d'échantillon ou au système de circulation du spectromètre existant

Nous proposons des tailles personnalisées dans la plage de diamètre extérieur de 2 à 100 mm et de longueur de 10 à 300 mm, et pouvons être associées à des joints PTFE ou PEEK, des rainures de joint torique et des interfaces optiques standard (SMA, FC, etc.).

-Exigence 4 : Essais spectroscopiques in situ dans des conditions de haute température ou haute pression

Nous pouvons produire des tubes de quartz avec une résistance à la pression de 5 MPa et une résistance à la température allant jusqu'à 1 100 ℃, et pouvons intégrer des branches d'entrée et de sortie de gaz pour la surveillance spectrale de la réaction catalytique in situ à haute pression.

Valeurs fondamentales et avantages d'application du produit

1、Avantage en termes de performance optique - garantir l'authenticité et la reproductibilité des données

Plage de transmission : 185-2 500 nm (quartz synthétique), couvrant l'ultraviolet profond au proche infrarouge, répondant aux exigences de la plupart des technologies spectroscopiques

Transmission UV : 200 nm ≥ 85 %, 254 nm ≥ 90 %, sensibilité accrue dans la région UV, réduisant la consommation d'énergie de la source lumineuse

Planéité de l'arrière-plan : les fluctuations dans la plage de 190 à 1 100 nm sont inférieures à 3 %, avec une ligne de base droite et aucune nécessité de correction complexe de l'arrière-plan

Fond de fluorescence : sous excitation à 350 nm, l'intensité de fluorescence à 450 nm est inférieure à 0,1 % d'humidité relative et il n'y a pas de faux pics dans le spectre de fluorescence, ce qui rend la quantification plus précise.

Fond Raman : L'intensité du pic caractéristique du quartz (environ 465 cm ⁻⊃1 ;) est contrôlée pour être la plus basse, réduisant ainsi l'obstruction du signal Raman de l'échantillon par le pic de quartz.

2、 Structure et capacité de personnalisation - adaptable à divers instruments spectraux et formes d'échantillons

-Échantillons liquides : tube à cellule d'écoulement (type Z, type direct), tube à plat colorimétrique (chemin optique standard de 10 mm), tube à enveloppe de contrôle de la température

-Échantillons de gaz : tube de cellule à gaz à long trajet (chemin optique 0,5 à 2 m), micro tube à gaz (diamètre intérieur 1 à 3 mm)

-Solide/poudre : tube d'échantillon rotatif, tube capillaire (utilisé pour la combinaison diffraction des rayons X/Raman)

-Échantillons à haute température : une structure combinée de tubes résistants à la chaleur avec des extrémités ouvertes (qui peuvent être utilisées avec des fours tubulaires) et des tubes intégrés avec des bateaux à échantillons

-Système de pression : tube de quartz résistant à la pression avec interface filetée ou à bride (pression de service ≤ 5MPa)

3、 Scénarios d'application spectrale typiques et suggestions de personnalisation

Spectrophotométrie UV Vis : réactifs biochimiques, solutions médicamenteuses, tube de Flow Cell rectangulaire, chemin optique de 10 mm, connecteur SMA à double extrémité - permet une détection de flux continu et économise le volume de l'échantillon

Spectroscopie de fluorescence : complexes de terres rares, points quantiques, tube transparent à quatre côtés en quartz à faible fluorescence avec enveloppe à température constante - élimine le fond de quartz, améliore le rapport signal/bruit de plus de 3 fois

Spectroscopie Raman : polymères, minéraux, matériaux de batterie, capillaire de quartz non luminescent (diamètre intérieur 0,5-1 mm) - réduit les interférences des pics de quartz pour obtenir des spectres Raman d'échantillon pur

Spectroscopie d'absorption atomique : analyse des éléments métalliques lourds, tube de protection extérieur du four en graphite + tube d'injection d'échantillon – résistant aux hautes températures, facile à nettoyer, sans effet mémoire.

Spectroscopie de réaction catalytique in situ : poudre de catalyseur + gaz de réaction, tube de cellule à circulation haute température et haute pression (avec entrée et sortie de gaz et fenêtre en quartz) - surveillance en temps réel des intermédiaires de réaction, données plus dynamiques

Détection en ligne proche infrarouge : huile, alcool, produits laitiers, tube droit à long trajet (50-200 mm), résistance à la pression et à la corrosion - le long trajet améliore la sensibilité de la détection des échantillons à faible absorption

Quels problèmes d’application pratiques peuvent être résolus ?

Problème 1 :  les tubes en verre ordinaires absorbent fortement la région ultraviolette, ce qui entraîne l'incapacité de détecter des échantillons à faible concentration

-Cause fondamentale : les ions des métaux de transition et les bandes latérales d'absorption intrinsèque dans le verre sont situés à proximité de 350 nm.

-Solution : Le tube de quartz synthétique étend la bande de longueur d'onde disponible jusqu'à 185 nm et l'absorbance de l'échantillon ultraviolet peut être mesurée avec précision, réduisant ainsi la limite de détection d'un ordre de grandeur.

Problème 2 : le pic de fluorescence du tube de quartz chevauche celui de l'échantillon, ce qui entraîne des faux positifs

-Cause fondamentale : le quartz ordinaire contient des centres de défauts d'impuretés, qui produisent une fluorescence à large spectre sous excitation UV.

-Solution : Le quartz à faible fluorescence est utilisé et traité avec une atmosphère d'hydrogène à haute température, ce qui entraîne une intensité de fluorescence de fond de seulement 15 % ou moins que celle du quartz ordinaire, garantissant une détection précise des échantillons à faible fluorescence.

Problème 3 : lors de l'analyse par injection de flux, il y a une fuite ou un mauvais alignement de l'interface du pipeline ou du chemin optique

-Cause première : les tubes de quartz standard n'ont pas de connecteurs correspondants et les utilisateurs peuvent facilement s'en écarter lorsqu'ils les transfèrent eux-mêmes.

-Solution : Nous pouvons intégrer ou traiter avec précision les dessins d'interface fournis par l'utilisateur (tels que les filetages 1/4-28 UNF, les douilles fibre SMA 905, etc.) pour garantir une efficacité de couplage optique ≥ 95 %.

Question 4 : Lors des tests de spectroscopie in situ à haute température, des bulles ou des explosions peuvent se produire dans le tube de quartz.

-Cause fondamentale : une teneur élevée en hydroxyle (OH) dans le matériau entraîne la nucléation de bulles à haute température ; Une épaisseur de paroi inégale peut provoquer des contraintes thermiques.

-Solution : Nous fournissons du quartz à faible teneur en OH (OH ≤ 10 ppm) et utilisons une technologie d'étirage de tubes de contrôle d'épaisseur de précision, avec une tolérance d'épaisseur de paroi de ± 0,1 mm et une résistance à la température sûre jusqu'à 1 100 ℃.

Pourquoi nous choisir ?

1. Qualité matérielle transparente en option

Nous proposons trois qualités : ① Quartz de haute pureté (type économique) ; ② Quartz synthétique (qualité optique, transmission UV la plus élevée) ; ③ Quartz ultra pur à faible fluorescence (spécifique à la fluorescence/Raman). Chaque type est accompagné d'une courbe de transmission mesurée.

2. Capacité de traitement des structures de chemin optique irrégulières

Nous disposons d'un ensemble complet de processus, notamment la découpe irrégulière CNC, le soudage de précision à la flamme d'hydrogène et d'oxygène et le polissage de la face d'extrémité de qualité optique (rugosité Ra ≤ 0,02 μm), qui peuvent produire des piscines en forme de Z, des tubes optiques pliés en forme de W, des structures de bulles ou de lentilles intégrées.

3. La propreté répond aux exigences du niveau spectral

Un nettoyage de précision en 18 étapes (lavage à l'acide + rinçage à l'eau ultra pure + séchage infrarouge), sans graisse et sans poussière, peut être directement utilisé pour l'analyse des traces sans que les utilisateurs aient besoin de nettoyer à nouveau.

4. Forte cohérence des lots

Pour les spectromètres multicanaux ou le contrôle qualité des processus de production (tels que les tests en ligne dans les usines pharmaceutiques), nous garantissons que la différence de chemin optique des tubes de quartz dans le même lot est ≤ ± 0,05 mm et que l'écart de transmission est ≤ 2 %.

Dossier de candidature client (anonyme)

Cas 1 : Une entreprise d'instruments d'analyse bien connue (équipée d'une cellule à circulation de spectrophotomètre UV visible)

Contexte : Le client a développé un spectrophotomètre UV Vis haut de gamme à double faisceau, qui nécessite une micro-cellule à circulation (trajet optique 10 mm, diamètre intérieur 2 mm, volume d'échantillon <50 μ L). Le fournisseur d'origine a fourni des tubes de quartz avec une transmission de seulement 65 % en dessous de 220 nm, et l'écart du trajet optique entre les lots a atteint ± 0,2 mm, ce qui a entraîné une mauvaise reproductibilité de l'absorptivité molaire mesurée par l'utilisateur.  

Solution : Nous fournissons des tubes de cellule à circulation en quartz synthétique en forme de Z avec un polissage optique sur la face d'extrémité, une transmission de 200 nm de 88 % et une tolérance de trajet optique de ± 0,05 mm.

Résultat:

-L'énergie dans la région ultraviolette de l'instrument a été augmentée de 30% et le rapport signal/bruit a atteint le niveau de pointe de l'industrie.  

-La reproductibilité de l'absorbance (RSD) de l'instrument du client a diminué de 2,1 % à 0,4 %.  

-Ce pool de circulation est devenu une configuration standard pour ce modèle d'instrument pour les clients, avec une offre cumulée de plus de 5000 pièces.  

-Commentaires clients : 'Vous avez résolu notre problème de longue date avec les lots de transmission UV.

Cas 2 : Une équipe de recherche catalytique en Europe

Contexte : Pour étudier les intermédiaires de surface des catalyseurs dans les réactions de reformage à sec du méthane, une cellule de spectroscopie Raman in situ à haute température (800 ℃), à pression normale et avec un gaz de réaction accessible est nécessaire. La principale difficulté réside dans le fort pic de fond Raman (environ 465 cm ⁻⊃1 ;) généré par les tubes de quartz à haute température, qui couvre précisément le déplacement Raman des principales liaisons Ni-O dans le catalyseur (environ 500-550 cm ⁻⊃1 ;).  

Solution : Nous personnalisons un tube capillaire en quartz non luminescent (diamètre extérieur 6 mm, diamètre intérieur 4 mm, longueur 150 mm) et effectuons un traitement de recuit spécial pour supprimer le pic Raman intrinsèque du quartz. Intégrez simultanément deux branches d'entrée et de sortie de gaz et une paire de fenêtres en quartz.  

Résultat:

-L'intensité maximale du tube de quartz à 465cm ⁻⊃1 ; diminué à 30 % de celui du quartz ordinaire et le pic caractéristique de Ni-O était clairement distinguable.    

Cas 3 : Une station de surveillance environnementale (utilisant la spectroscopie d'absorption atomique pour mesurer le plomb dans l'eau)

Contexte : Utiliser un spectromètre d'absorption atomique à four en graphite pour détecter des traces de plomb dans l'eau potable (limite de détection requise <1 μ g/L). Le tube de protection en quartz importé a été utilisé à l'origine, mais après 30 utilisations, des sédiments blancs sont apparus sur la paroi intérieure, provoquant un effet mémoire et entraînant une augmentation des valeurs à blanc. Le coût de remplacement des tuyaux importés est élevé (environ 2 000 yuans par pièce) et le délai de livraison peut aller jusqu'à 8 semaines.  

Solution : Nous personnalisons les tubes de protection extérieurs (diamètre extérieur 18 mm, diamètre intérieur 14 mm, longueur 120 mm) et les tubes d'injection d'échantillons (diamètre extérieur 3 mm, diamètre intérieur 2 mm) qui correspondent à l'instrument, en utilisant du quartz de haute pureté et en effectuant un traitement de passivation de la paroi intérieure.  

Résultat:

-L'absorbance du blanc a diminué de 0,045 à 0,008, et la limite de détection de la méthode a été optimisée de 0,9 μ g/L à 0,3 μ g/L.  

-Résolution du dilemme du client concernant les temps d'arrêt et l'attente des matériaux.  

Cas 4 : Une entreprise pharmaceutique (surveillance en ligne par proche infrarouge du processus de séchage sur lit fluidisé)

Contexte : Une surveillance en temps réel de la teneur en humidité est requise pendant le processus de séchage des granulés pharmaceutiques. La sonde en acier inoxydable était initialement utilisée avec la fibre optique, mais les particules avaient tendance à adhérer à la fenêtre lumineuse, provoquant une dérive du signal. J'espère utiliser un tube d'écoulement en quartz à long trajet (longueur de trajet de 200 mm) comme cellule d'écoulement de dérivation pour permettre aux particules de circuler à travers le tube pour une détection NIR continue.  

Solution : Personnalisez un tube de quartz droit avec un diamètre intérieur de 20 mm, un diamètre extérieur de 24 mm et une longueur de 220 mm. Les deux extrémités sont équipées de joints de serrage de qualité sanitaire et le corps du tube est sablé pour éviter la saturation du signal causée par la réflexion totale de la lumière sur la paroi interne du tube.  

Résultat:

-Le traitement dépoli rend le signal de réflexion diffuse NIR plus stable et réduit de 32 % le RMSEP (Root Mean Square Error of Prediction) du modèle de prévision de l'humidité.  

-Les particules n'adhèrent pas et peuvent fonctionner en continu pendant 3 mois sans démontage ni lavage.  

-Nous avons aidé nos clients à contrôler en temps réel le processus de séchage, en réduisant le temps de séchage d'un seul lot de 15 % et en économisant environ 400 000 yuans de consommation d'énergie par an.  

-Évaluation de l'ingénieur de processus : 'Bien que ce tube de quartz ne soit pas un accessoire d'origine de l'instrument, il comprend mieux nos difficultés de processus que la solution d'usine d'origine

Que vous soyez un ingénieur R&D en instruments spectraux, un chercheur en laboratoire ou un intégrateur de systèmes de détection en ligne, nous pouvons personnaliser le tube de quartz de qualité spectrale le plus approprié en fonction de votre plage de longueurs d'onde, de la morphologie de votre échantillon, des normes d'interface et de votre budget.  

Fournissez immédiatement votre diagramme de chemin optique ou des photos de tubes d'échantillons existants et recevez des solutions et des devis personnalisés dans les 24 heures pour rendre vos données spectrales plus pures, plus fiables et plus reproductibles.

Luverre Quartz est un fabricant spécialisé dans les tubes de quartz et autres articles en quartz. Nous avons plus de 18 ans d'expérience dans la production de tubes de quartz, nous serons votre partenaire fiable sur les tubes de quartz et autres articles en quartz.

Luverre Quartz peut fabriquer des tubes de quartz personnalisés de différentes formes, telles que spirale, carré, rond, avec un traitement comprenant la découpe, le pliage, le soudage, etc., et disponibles en différentes couleurs, telles que des tubes de quartz transparents, des tubes de quartz opaques, des tubes de quartz blanc laiteux, des tubes de quartz rouge, etc.