專利名稱：一種搭配陣列檢測器的在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
一種搭配陣列檢測器的在線監(jiān)測系統(tǒng)技術領域
本發(fā)明屬于化工領域，具體涉及一種化工生產(chǎn)中的在線監(jiān)測系統(tǒng)。
技術背景
在線監(jiān)測對于發(fā)酵過程、濃縮過程、化學合成過程、分離純化過程的產(chǎn)物監(jiān)測和工藝控制起到關鍵作用.在生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)的成產(chǎn)和濃縮過程中，細胞濃度的實時信息檢測對產(chǎn)品質量恒久穩(wěn)定和產(chǎn)率優(yōu)化至關重要；在化學和藥物合成中，及時并準確的判斷反應的終止時間，能夠有效的提高反應效率，優(yōu)化反應過程；在化學藥物和生物樣品的分離純化中，正確判斷樣品濃度大小和樣品運動狀態(tài)對于準確獲得目標化合物具有重要的意義。
在監(jiān)測過程中通過觀察和分析監(jiān)測對象，防止監(jiān)測到的細胞濃度發(fā)生變化而影響發(fā)酵結果；防止?jié)饪s時間過長或過短，達到恰到好處的效果；防止化學反應副反應的發(fā)生， 提高化學反應效率和選擇性；防止分離純化中樣品的流失，準確定位樣品位置。
普通的監(jiān)測系統(tǒng)通常是單一波長光源或只能在光源范圍內(nèi)(氘燈200 600nm， 鎢燈500 SOOnm)選擇一個波長(如254nm)顯示，原因是探測器是單點的，采用簡單的固定濾光片或單色器(馬達驅動光柵)。
陣列光譜儀技術(如2048陣列光譜儀)出現(xiàn)，實現(xiàn)了同時多波長吸光度顯示，單通常是雙波長顯示、收集波長(如254nm)和監(jiān)測波長(如^Onm)的全譜的數(shù)據(jù)(如200 800nm),由于數(shù)據(jù)量大(如1秒采樣率，每秒有2048*16bit的數(shù)據(jù)需要儲存和分析)，很難全部保存和處理。
這些原因造成現(xiàn)有的在線監(jiān)測系統(tǒng)和軟件，監(jiān)測過程中功能不夠強大，在監(jiān)測中缺乏分析功能，監(jiān)測時間過短，監(jiān)測過程不穩(wěn)定，復雜的監(jiān)測數(shù)據(jù)不能有效保留等，導致不能有效地進行監(jiān)測和分析。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種解決上述問題的方案，提供一種監(jiān)控時間長、全波段實時顯示的搭配陣列檢測器的在線監(jiān)測系統(tǒng)。
本發(fā)明的技術方案是一種搭配陣列檢測器的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其包括探測器以及與所述探測器連接的計算機系統(tǒng)，其特征在于所述探測器包括探頭以及通過光纖連接所述探頭的陣列光譜儀，所述陣列光譜儀接收所述探頭傳輸過來的監(jiān)測信息后將其中的光譜信息傳輸至所述計算機系統(tǒng)。
優(yōu)選的，所述探頭為浸入式探頭和/或流通池探頭。
優(yōu)選的，所述陣列光譜儀為IOM或2048陣列光譜儀。
優(yōu)選的，所述計算機系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)接收所述陣列光譜儀傳輸過來的光譜信息，并將其保存至數(shù)據(jù)庫； 數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)對所述陣列光譜儀傳輸過來的光譜信息進行采樣和全波段掃描，獲取并顯示所述陣列光譜儀的數(shù)據(jù)，根據(jù)所述陣列光譜儀的型號不同，可以選擇多種波長范圍全波長的吸光度或光強度的三維主圖譜。
優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的采樣頻率為1秒。
優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)以時間為X軸、波長為Y軸、用顏色表示吸光度的3D顯示方式顯示所述三維主圖譜。
優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)還包括色譜圖模塊從所述三維主圖譜中獲取并顯示任意時段和所述光譜儀波長范圍內(nèi)(如 200 800nm)任意波長的色譜圖；光譜圖模塊從所述三維主圖譜中獲取并顯示任意時段和所述光譜儀波長范圍內(nèi)任意時間的光譜圖。
優(yōu)選的，所述色譜圖模塊可以疊加顯示多個時段的色譜圖；所述光譜圖模塊可以疊加顯示多個時段的光譜圖。
優(yōu)選的，所述色譜圖模塊計算并顯示所述光譜儀波長范圍內(nèi)的吸光度或光強度的積分值。
優(yōu)選的，所述色譜圖模塊計算并顯示所述光譜儀波長范圍內(nèi)的吸光度比值和吸光度的差值。
優(yōu)選的，所述計算機系統(tǒng)還包括可向外接控制系統(tǒng)輸出操作指令的輸出模塊。
優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)存儲所述采樣數(shù)據(jù)的期限不少于1個月。
本發(fā)明的一種搭配陣列檢測器的在線監(jiān)測系統(tǒng)相比現(xiàn)有技術，具有以下有益效果可連續(xù)、長時間在線監(jiān)測；可以同時分析、顯示光譜儀波長范圍內(nèi)全波長的三維主圖譜、光譜圖和色譜圖；對低濃度或弱吸收樣品進行吸收強度的疊加，降低干擾，提高檢測的靈敏度。


圖1是本發(fā)明的一種搭配陣列檢測器的在線監(jiān)測系統(tǒng)的結構示意圖； 圖2是三維主圖譜的顯示方式示意圖。
具體實施方式
下面對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細的描述。
如圖1所示，本發(fā)明的一種搭配陣列檢測器的在線監(jiān)測系統(tǒng)包括光源、浸入式探頭和/或流通池探頭、陣列光譜儀和計算機系統(tǒng)。光源、探頭和陣列光譜儀之間均通過光纖連接。
本發(fā)明可以應用于發(fā)酵過程、濃縮過程、化學合成過程、分離純化等過程中在線監(jiān)測和工藝控制。其工作時，首先由探頭對生產(chǎn)過程的實時光學信息進行監(jiān)控，陣列光譜儀接收探頭傳輸過來的視頻信息后，將其中的光譜信息傳輸至計算機系統(tǒng)。其中，陣列光譜儀為 2048陣列光譜儀，可以實現(xiàn)對紫外/可見吸收、紅外吸收、拉曼光譜等多種光譜信號的全波長記錄和分析。
計算機系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)接收陣列光譜儀傳輸過來的光譜信息，并將其保存至數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)存4儲系統(tǒng)存儲光譜信息的期限不少于1個月；以方便回放分析；數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)對所述陣列光譜儀傳輸過來的光譜信息進行采樣，采樣頻率為1秒； 然后對其進行全波段掃描，設置好不同波長下的吸光度比值和吸光度差值后自動計算吸光度，以獲取光譜儀波長范圍內(nèi)(如200 SOOnm)全波長的三維主圖譜，獲得的三維主圖譜可實時顯示。其顯示的方法如圖2所示，以時間為X軸、波長為Y軸、用顏色表示吸光度的 3D顯示方式顯示所述三維主圖譜。其上下還可以同步顯示色譜圖和光譜圖(未圖示)。
其中，數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)還包括色譜圖模塊從三維主圖譜中獲取并顯示任意時段和光譜儀波長范圍內(nèi)(如200 800nm)內(nèi)任意波長的色譜圖；光譜圖模塊從三維主圖譜中獲取并顯示任意時段和光譜儀波長范圍內(nèi)(如200 800nm)內(nèi)任意波長的光譜圖。
數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)顯示色譜圖時可以疊加顯示多個時段的色譜圖和疊加顯示多個時段的光譜圖；以便對低濃度或弱吸收樣品進行吸收強度的疊加，降低噪音的干擾，從而靈敏檢測到所有的樣品信號。
計算機系統(tǒng)還包括輸出模塊，輸出模塊可根據(jù)監(jiān)測結果向外接控制系統(tǒng)輸出操作指令，這樣就可以實現(xiàn)生產(chǎn)自動控制的功能。
以上實施例僅為本發(fā)明其中的一種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說， 在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種搭配陣列檢測器的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其包括探測器以及與所述探測器連接的計算機系統(tǒng)，其特征在于所述探測器包括探頭以及通過光纖連接所述探頭的陣列光譜儀，所述陣列光譜儀接收所述探頭傳輸過來的監(jiān)測信息后將其中的光譜信息傳輸至所述計算機系統(tǒng)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種搭配陣列檢測器的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述探頭為浸入式探頭和/或流通池探頭。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種搭配陣列檢測器的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述陣列光譜儀為IOM或2048陣列光譜儀。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種搭配陣列檢測器的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述計算機系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)接收所述陣列光譜儀傳輸過來的光譜信息，并將其保存至數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)對所述陣列光譜儀傳輸過來的光譜信息進行采樣和全波段掃描，根據(jù)所述陣列光譜儀的型號不同，可以獲取并顯示多種波長范圍全波長的吸光度或光強度的三維主圖譜。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種搭配陣列檢測器的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的采樣頻率為1秒。
6.根據(jù)權利要求4所述的一種搭配陣列檢測器的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)以時間為X軸、波長為Y軸、用顏色表示吸光度的3D顯示方式顯示所述三維主圖譜。
7.根據(jù)權利要求4所述的一種搭配陣列檢測器的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)還包括色譜圖模塊從所述三維主圖譜中獲取并顯示任意時段和所述光譜儀波長范圍內(nèi)任意波長的色譜圖；光譜圖模塊從所述三維主圖譜中獲取并顯示任意時段和所述光譜儀波長范圍內(nèi)任意時間的光譜圖。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種搭配陣列檢測器的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述色譜圖模塊可以疊加顯示多個時段的色譜圖；所述光譜圖模塊可以疊加顯示多個時段的光譜圖。
9.根據(jù)權利要求7所述的一種搭配陣列檢測器的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述色譜圖模塊計算并顯示所述光譜儀波長范圍內(nèi)的吸光度或光強度的積分值。
10.根據(jù)權利要求7所述的一種搭配陣列檢測器的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述色譜圖模塊計算并顯示所述光譜儀波長范圍內(nèi)的吸光度比值和吸光度的差值。
11.根據(jù)權利要求1所述的一種搭配陣列檢測器的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述計算機系統(tǒng)還包括可向外接控制系統(tǒng)輸出操作指令的輸出模塊。
12.根據(jù)權利要求5所述的一種搭配陣列檢測器的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)存儲所述采樣數(shù)據(jù)的期限不少于1個月。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種搭配陣列檢測器的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其包括探測器以及與所述探測器連接的計算機系統(tǒng)，其特征在于所述探測器包括探頭以及通過光纖連接所述探頭的陣列光譜儀，所述陣列光譜儀接收所述探頭傳輸過來的監(jiān)測信息后將其中的光譜信息傳輸至所述計算機系統(tǒng)。本發(fā)明的一種搭配陣列檢測器的在線監(jiān)測系統(tǒng)相比現(xiàn)有技術，具有以下有益效果可連續(xù)、長時間在線監(jiān)測；可以同時分析、顯示光譜儀波長范圍內(nèi)全波長的三維主圖譜、光譜圖和色譜圖；對低濃度或弱吸收樣品進行吸收強度的疊加，降低干擾，提高檢測的靈敏度。
文檔編號G01N21/31GK102507468SQ20111032012
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權日2011年10月20日
發(fā)明者周勝, 崔付超, 張彥輝 申請人:利穗科技(蘇州)有限公司