Nella spettroscopia UV visibile nel vicino infrarosso, nella spettroscopia Raman, nella spettroscopia di fluorescenza e nell'analisi della spettroscopia di assorbimento atomico, i materiali della cella campione e della finestra del percorso ottico influiscono direttamente sul rapporto segnale/rumore e sul limite di rilevamento. I tubi al quarzo sono diventati il ​​supporto preferito per i test spettrali di gas, liquidi, polveri e persino campioni fusi ad alta temperatura grazie alla loro trasmittanza estremamente elevata nella regione dell'ultravioletto profondo (≥ 185 nm), alla fluorescenza di fondo estremamente bassa, all'eccellente inerzia chimica e alla resistenza alle alte temperature e all'alta pressione.

FAQ (domande frequenti)

D1: Perché nei test spettrali viene utilizzato un tubo di quarzo invece del normale tubo di vetro?  

R: Il vetro comune (come il vetro borosilicato) si interrompe quasi completamente nella regione degli ultravioletti (<350 nm) e le impurità come ferro e sodio possono produrre picchi di assorbimento caratteristici, interferendo con il segnale del campione. La gamma di trasmissione del tubo al quarzo può essere estesa a 185-2500 nm e lo sfondo è piatto, rendendolo particolarmente adatto per l'analisi della banda UV e il rilevamento di tracce.

Q2: Per quali tecniche spettroscopiche sono adatti i tubi al quarzo?  

A: Comprende principalmente: ① Spettrofotometria UV visibile (cella a flusso liquido/gas); ② Spettroscopia di fluorescenza (materiale al quarzo a bassa fluorescenza); ③ Spettroscopia Raman (il quarzo a basso fondo riduce l'interferenza del picco del quarzo); ④ Spettroscopia di assorbimento atomico (tubo protettivo o tubo campione dell'atomizzatore del forno di grafite); ⑤ Rilevamento online nel vicino infrarosso (cella a flusso a percorso lungo).

Q3: Quali sono i requisiti speciali per i tubi al quarzo nelle diverse applicazioni spettrali?  

R: Sì, lo è. Per esempio:

-Per l'uso nella regione dell'ultravioletto è richiesto quarzo sintetico (con basso contenuto di OH e trasmittanza a 185 nm> 80%);  

-La spettroscopia di fluorescenza dovrebbe utilizzare 'quarzo a bassa fluorescenza' o 'quarzo ultra puro' per evitare falsi picchi nella fluorescenza di fondo del quarzo;  

-La spettroscopia ad alta temperatura (come l'analisi dei sali fusi) richiede tubi di quarzo resistenti al calore a pareti spesse;  

-Si consiglia di utilizzare il 'quarzo non luminescente' per la spettroscopia Raman per sopprimere il picco di diffusione Raman del quarzo stesso.

Q4: Possiamo personalizzare tubi al quarzo con forme irregolari o strutture speciali del percorso ottico?  

R: Assolutamente possibile. Offriamo soluzioni personalizzate come tubi per celle a flusso rettangolari, celle a percorso lungo di tipo Z, tubi campione con interfacce in fibra ottica standard, tubi a temperatura costante a doppio strato, microcapillari (con diametro interno fino a 0,1 mm) e celle a gas sigillate con flangia.

Q5: È possibile fornire un rapporto di rilevamento della trasmittanza dei tubi al quarzo?  

R: Va bene. Ogni lotto di materiali è accompagnato da una curva di trasmittanza (190-2500 nm) misurata da uno spettrofotometro UV visibile nel vicino infrarosso e sono contrassegnati valori di trasmittanza specifici per lunghezze d'onda chiave come 200 nm, 254 nm e 365 nm.

Esigenze e soluzioni principali dell'utente

-Requisito 1: ottenere un flusso luminoso sufficiente nella regione dell'ultravioletto profondo per evitare che i segnali del campione vengano sommersi dal rumore

Forniamo tubi in quarzo sintetico con una trasmittanza ≥ 85% a 200 nm e ≥ 80% a 185 nm, che sono molto più elevate rispetto al quarzo ordinario (circa 50% a 200 nm).

-Requisito 2: evitare l'assorbimento di impurità o l'interferenza della fluorescenza proveniente dal tubo di quarzo stesso sullo spettro del campione

Utilizziamo materie prime di quarzo di elevata purezza (impurità metalliche totali <5 ppm) ed eseguiamo uno speciale trattamento di ricottura sul tubo di analisi fluorescente, riducendo l'intensità della fluorescenza di fondo a meno di 1/5 del quarzo normale.

-Requisito 3: deve essere perfettamente abbinato alla camera campione dello spettrometro o al sistema di circolazione esistente

Offriamo dimensioni personalizzate nell'intervallo di diametro esterno 2-100 mm e lunghezza 10-300 mm e possiamo essere abbinati a giunti in PTFE o PEEK, scanalature per O-ring e interfacce ottiche standard (SMA, FC, ecc.).

-Requisito 4: test spettroscopici in situ in condizioni di alta temperatura o alta pressione

Siamo in grado di produrre tubi al quarzo con una resistenza alla pressione di 5 MPa e una resistenza alla temperatura fino a 1100 ℃ e possiamo integrare rami di ingresso e uscita del gas per il monitoraggio spettrale della reazione catalitica in situ ad alta pressione.

Valori fondamentali e vantaggi applicativi del prodotto

1、 Vantaggio prestazionale ottico: garantire l'autenticità e la riproducibilità dei dati

Intervallo di trasmissione: 185-2500 nm (quarzo sintetico), che copre l'ultravioletto profondo al vicino infrarosso, soddisfacendo i requisiti della maggior parte delle tecnologie spettroscopiche

Trasmittanza UV: 200 nm ≥ 85%, 254 nm ≥ 90%, maggiore sensibilità nella regione UV, riduzione del fabbisogno energetico della sorgente luminosa

Piattezza dello sfondo: le fluttuazioni nell'intervallo 190-1100 nm sono inferiori al 3%, con una linea di base diritta e senza necessità di complesse correzioni dello sfondo

Sfondo di fluorescenza: sotto eccitazione a 350 nm, l'intensità della fluorescenza a 450 nm è inferiore allo 0,1% di umidità relativa e non sono presenti falsi picchi nello spettro di fluorescenza, rendendo la quantificazione più accurata

Fondo Raman: l'intensità del picco caratteristico del quarzo (circa 465 cm ⁻⊃1;) è controllata per essere la più bassa, riducendo l'ostruzione del segnale Raman del campione da parte del picco del quarzo

2、 Struttura e capacità di personalizzazione: adattabile a vari strumenti spettrali e forme di campione

-Campioni liquidi: tubo della cella a flusso (tipo Z, tipo diretto), tubo piatto colorimetrico (percorso ottico standard da 10 mm), tubo con rivestimento per il controllo della temperatura

-Campioni di gas: tubo per cella a gas a percorso lungo (percorso ottico 0,5-2 m), tubo per micro gas (diametro interno 1-3 mm)

-Solido/polvere: tubo campione rotante, tubo capillare (utilizzato per la diffrazione di raggi X/combinazione Raman)

-Campioni ad alta temperatura: una struttura combinata di tubi resistenti al calore con estremità aperte (che possono essere utilizzati con forni tubolari) e tubi incorporati con navicelle campione

-Sistema di pressione: tubo al quarzo resistente alla pressione con interfaccia filettata o flangiata (pressione di esercizio ≤ 5MPa)

3、 Scenari tipici di applicazioni spettrali e suggerimenti di personalizzazione

Spettrofotometria UV-Vis: reagenti biochimici, soluzioni farmaceutiche, tubo rettangolare per cella a flusso, percorso ottico da 10 mm, connettore SMA a doppia estremità: consente il rilevamento del flusso continuo e consente di risparmiare volume del campione

Spettroscopia di fluorescenza: complessi di terre rare, punti quantici, tubo trasparente a quattro lati al quarzo a bassa fluorescenza con rivestimento a temperatura costante - elimina il fondo di quarzo, migliora il rapporto segnale-rumore di oltre 3 volte

Spettroscopia Raman: polimeri, minerali, materiali per batterie, capillare di quarzo non luminescente (diametro interno 0,5-1 mm) - riduce l'interferenza del picco del quarzo per ottenere spettri Raman di campioni puri

Spettroscopia di assorbimento atomico: analisi di elementi di metalli pesanti, tubo protettivo esterno del forno di grafite + tubo di iniezione del campione - Resistente alle alte temperature, facile da pulire, senza effetto memoria

Spettroscopia di reazione catalitica in situ: polvere di catalizzatore+gas di reazione, tubo per cella a flusso ad alta temperatura e alta pressione (con ingresso e uscita del gas e finestra al quarzo) - monitoraggio in tempo reale degli intermedi di reazione, dati più dinamici

Rilevamento online nel vicino infrarosso: olio, alcol, latticini, tubo dritto a percorso lungo (50-200 mm), resistenza alla pressione e alla corrosione - il percorso lungo migliora la sensibilità del rilevamento di campioni con assorbimento debole

Quali problemi applicativi pratici possono essere risolti?

Problema 1: i normali tubi di vetro assorbono fortemente nella regione dell'ultravioletto, con conseguente incapacità di rilevare campioni a bassa concentrazione

-Causa principale: gli ioni dei metalli di transizione e le bande laterali di assorbimento intrinseco nel vetro si trovano vicino a 350 nm.

-Soluzione: il tubo in quarzo sintetico estende la banda di lunghezze d'onda disponibile a 185 nm e l'assorbanza del campione ultravioletto può essere misurata con precisione, riducendo il limite di rilevamento di un ordine di grandezza.

Problema 2: il picco di fluorescenza del tubo di quarzo si sovrappone a quello del campione, dando origine a falsi positivi

-Causa principale: il quarzo ordinario contiene centri di difetti di impurità, che producono fluorescenza ad ampio spettro sotto eccitazione UV.

-Soluzione: il quarzo a bassa fluorescenza viene utilizzato e trattato con un'atmosfera di idrogeno ad alta temperatura, ottenendo un'intensità di fluorescenza di fondo solo del 15% o inferiore a quella del quarzo normale, garantendo un rilevamento accurato di campioni a fluorescenza debole.

Problema 3: Nell'analisi dell'iniezione del flusso, si verificano perdite o disallineamento dell'interfaccia della tubazione o del percorso ottico

-Causa principale: i tubi al quarzo standard non hanno connettori corrispondenti e gli utenti possono facilmente deviare quando li trasferiscono da soli.

-Soluzione: possiamo integrare o elaborare con precisione i disegni di interfaccia forniti dall'utente (come filettature 1/4-28 UNF, prese in fibra SMA 905, ecc.) per garantire un'efficienza di accoppiamento ottico ≥ 95%.

Domanda 4: Durante i test di spettroscopia in situ ad alta temperatura, possono verificarsi bolle o esplosioni nel tubo di quarzo

-Causa principale: l'elevato contenuto di idrossile (OH) nel materiale porta alla nucleazione di bolle ad alte temperature; Lo spessore irregolare delle pareti può causare stress termico.

-Soluzione: Forniamo quarzo a basso contenuto di OH (OH ≤ 10 ppm) e utilizziamo una tecnologia di trafilatura del tubo per il controllo di precisione dello spessore, con una tolleranza sullo spessore della parete di ± 0,1 mm e una resistenza alla temperatura sicura fino a 1100 ℃.

Perchè sceglierci?

1. Grado materiale trasparente opzionale

Offriamo tre gradi: ① Quarzo ad elevata purezza (tipo economico); ② Quarzo sintetico (grado ottico, massima trasmittanza UV); ③ Quarzo ultra puro a bassa fluorescenza (fluorescenza/specifico Raman). Ogni tipo è accompagnato da una curva di trasmittanza misurata.

2. Capacità di elaborazione per strutture di percorso ottico irregolare

Disponiamo di una serie completa di processi tra cui taglio irregolare CNC, saldatura di precisione con fiamma di idrogeno e ossigeno e lucidatura delle superfici finali di grado ottico (rugosità Ra ≤ 0,02 μ m), che possono produrre piscine a forma di Z, tubi ottici piegati a forma di W, bolle integrate o strutture di lenti.

3. La pulizia soddisfa i requisiti del livello spettrale

La pulizia di precisione in 18 fasi (lavaggio acido+risciacquo con acqua ultrapura+asciugatura a infrarossi), senza grassi e senza polvere, può essere utilizzata direttamente per l'analisi delle tracce senza la necessità che gli utenti la puliscano nuovamente.

4. Forte consistenza del lotto

Per gli spettrometri multicanale o il controllo di qualità del processo di produzione (come i test online nelle fabbriche farmaceutiche), garantiamo che la differenza del percorso ottico dei tubi al quarzo nello stesso lotto sia ≤ ± 0,05 mm e la deviazione della trasmittanza sia ≤ 2%.

Caso di domanda del cliente (anonimo)

Caso 1: Una nota azienda produttrice di strumenti analitici (dotata di cella a flusso per spettrofotometro UV-visibile)

Background: il cliente ha sviluppato uno spettrofotometro UV-Vis a doppio raggio di fascia alta, che richiede una cella a micro flusso (percorso ottico 10 mm, diametro interno 2 mm, volume del campione <50 μ L). Il fornitore originale ha fornito tubi al quarzo con una trasmittanza di solo il 65% al ​​di sotto di 220 nm e la deviazione del percorso ottico tra lotti ha raggiunto ± 0,2 mm, con conseguente scarsa riproducibilità dell'assorbenza molare misurata dall'utente.  

Soluzione: Forniamo tubi per celle a flusso a forma di Z in quarzo sintetico con lucidatura ottica sulla faccia terminale, trasmittanza a 200 nm dell'88% e tolleranza del percorso ottico di ± 0,05 mm.

Risultato:

-L'energia nella regione ultravioletta dello strumento è stata aumentata del 30% e il rapporto segnale-rumore ha raggiunto il livello leader del settore.  

-La riproducibilità dell'assorbanza (RSD) dello strumento del cliente è diminuita dal 2,1% allo 0,4%.  

-Questa piscina di circolazione è diventata una configurazione standard per questo modello di strumento per i clienti, con una fornitura cumulativa di oltre 5000 pezzi.  

-Feedback dei clienti: 'Avete risolto il nostro problema di lunga data con i lotti di trasmittanza UV

Caso 2: Un gruppo di ricerca catalitica in Europa

Background: per studiare gli intermedi superficiali dei catalizzatori nelle reazioni di reforming a secco del metano, è necessaria una cella di spettroscopia Raman in situ con alta temperatura (800 ℃), pressione normale e gas di reazione accessibile. La difficoltà principale risiede nel forte picco di fondo Raman (circa 465 cm ⁻⊃1;) generato da tubi di quarzo ad alte temperature, che copre precisamente lo spostamento Raman dei principali legami Ni-O nel catalizzatore (circa 500-550 cm ⁻⊃1;).  

Soluzione: Personalizziamo un tubo capillare di quarzo non luminescente (diametro esterno 6 mm, diametro interno 4 mm, lunghezza 150 mm) ed eseguiamo uno speciale trattamento di ricottura per sopprimere il picco Raman intrinseco del quarzo. Integra contemporaneamente due rami di ingresso e uscita del gas e una coppia di finestre in quarzo.  

Risultato:

-L'intensità di picco del tubo di quarzo a 465 cm ⁻⊃1; diminuiva al 30% di quello del quarzo ordinario, e il picco caratteristico del Ni-O era chiaramente distinguibile.    

Caso 3: una stazione di monitoraggio ambientale (utilizzando la spettroscopia di assorbimento atomico per misurare il piombo nell'acqua)

Background: utilizzare uno spettrometro di assorbimento atomico con forno a grafite per rilevare tracce di piombo nell'acqua potabile (requisito limite di rilevamento <1 μ g/L). Originariamente veniva utilizzato il tubo protettivo al quarzo importato, ma dopo 30 utilizzi sulla parete interna appariva un sedimento bianco, causando un effetto memoria e portando ad un aumento dei valori del bianco. Il costo per la sostituzione dei tubi importati è elevato (circa 2000 yuan per pezzo) e i tempi di consegna arrivano fino a 8 settimane.  

Soluzione: Personalizziamo tubi protettivi esterni (diametro esterno 18 mm, diametro interno 14 mm, lunghezza 120 mm) e tubi di iniezione del campione (diametro esterno 3 mm, diametro interno 2 mm) che si adattano allo strumento, utilizzando quarzo di elevata purezza ed eseguendo un trattamento di passivazione della parete interna.  

Risultato:

-L'assorbanza del bianco è diminuita da 0,045 a 0,008 e il limite di rilevamento del metodo è stato ottimizzato da 0,9 μ g/L a 0,3 μ g/L.  

-Risolto il dilemma del cliente relativo ai tempi di inattività e all'attesa dei materiali.  

Caso 4: Un'azienda farmaceutica (monitoraggio online nel vicino infrarosso del processo di essiccazione a letto fluidizzato)

Background: durante il processo di essiccazione dei granuli farmaceutici è necessario il monitoraggio in tempo reale del contenuto di umidità. La sonda in acciaio inossidabile veniva originariamente utilizzata insieme alla fibra ottica, ma le particelle tendevano ad aderire alla finestra luminosa, provocando la deriva del segnale. Spero di utilizzare un tubo di flusso al quarzo a percorso lungo (lunghezza del percorso di 200 mm) come cella di flusso di bypass per consentire alle particelle di fluire attraverso il tubo per il rilevamento NIR continuo.  

Soluzione: personalizzare un tubo al quarzo dritto con un diametro interno di 20 mm, un diametro esterno di 24 mm e una lunghezza di 220 mm. Entrambe le estremità sono dotate di giunti a mandrino di tipo sanitario e il corpo del tubo è sabbiato per evitare la saturazione del segnale causata dalla riflessione totale della luce sulla parete interna del tubo.  

Risultato:

-Il trattamento smerigliato rende il segnale di riflessione diffusa NIR più stabile e riduce l'RMSEP (errore quadratico medio di previsione) del modello di previsione dell'umidità del 32%.  

-Le particelle non aderiscono e possono funzionare continuamente per 3 mesi senza smontaggio o lavaggio.  

-Abbiamo aiutato i clienti a ottenere il controllo in tempo reale del processo di essiccazione, riducendo il tempo di asciugatura per un singolo lotto del 15% e risparmiando circa 400.000 yuan nel consumo energetico all'anno.  

-Valutazione dell'ingegnere di processo: 'Sebbene questo tubo al quarzo non sia un accessorio originale dello strumento, comprende le nostre difficoltà di processo meglio della soluzione originale di fabbrica

Che tu sia un ingegnere di ricerca e sviluppo di strumenti spettrali, un ricercatore di laboratorio o un integratore di sistemi di rilevamento online, possiamo personalizzare il tubo al quarzo di grado spettrale più adatto in base alla gamma di lunghezze d'onda, alla morfologia del campione, agli standard di interfaccia e al budget.  

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Luverre Quartz è un produttore specializzato in tubi al quarzo e altri articoli al quarzo. Abbiamo oltre 18 anni di esperienza nella produzione di tubi al quarzo, saremo il tuo partner affidabile per tubi al quarzo e altri articoli al quarzo.

Luverre Quartz può produrre tubi al quarzo personalizzati in varie forme, come spirale, quadrato, tondo, con lavorazioni che includono taglio, piegatura, saldatura, ecc., e disponibili in diversi colori, come tubi al quarzo trasparenti, tubi al quarzo opachi, tubi al quarzo bianco latte, tubi al quarzo rosso e così via.