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首款近红外光谱分析方案 应用领域拓展至食品医药!

 扫地僧一一 2019-06-30

DLP® NIRscan™ 是首个专为光谱仪设计的DLP晶片组应用,其是一个完整的评估模块,有助于开发高性能、经济的近红外光谱仪。此评估模块采用DLP 0.45英寸WXGA近红外光(NIR)芯片组、 DLP4500NIR DMD与DLPC350数字控制器。在见面会上,德州仪器DLP嵌入式投影产品事业部经理 Mariquita Gordon对DLP® NIRscan™ 评估模块的性能、应用领域、前景等进行了详解。

据悉,这款开发工具包支持快速、可编程模式速率,以及通过使用可靠的反射微电机系统(MEMS)微镜技术完成数字切换。在谈到它的优点时,Mariquita Gordon 介绍到,DLP® NIRscan™ EVM可满足设计人员所需提供工厂及现场使用的高性能、经济的近红外光谱仪的各式需求。

DLP技术应用于光谱分析市场 领域广泛

一个DLP芯片包含多达220万个微镜,在急速旋转之际所反射出的光线能达到极高的精度和可靠性。借助灵活、可编程的光学解决方案,支持工业控制、汽车、企业和消费电子等细分市场的各种不同显示和先进光控应用。

自1996年以来,在影院、商用、教学、家用、引动设备等以投影显示为主导的市场,TI已经为全球客户生产了超过4000万个DLP芯片组。

在显示产品中,用的都是可见光的部分。未来,工业应用领域对光的需求更大,可能会用到紫外光、近红外光、红外光等。顺应市场发展,TI根据客户需求开发近红外的评估模块,开拓全新的光谱分析市场。

光谱分析是一种通过不同波长的光在吸收或发射过程中的变化,以此识别物理材料并阐述其特征参数的强大技术手段。光谱分析可应用在广泛领域,比如数字曝光、3D扫描,3D打印、智能照明、汽车电子等。

实验证明,DLP® NIRscan™ 评估模块可以通过光谱来分析食品安全与否。对芝麻油、橄榄油、玉米油等食用油的光谱特性进行分析,波长显示1700纳米到2500纳米之间。每个油的光谱特性根据成分比例不同显示不同的线条。

通过波长分析物质特性,不仅仅在农业与食品领域,还可以分析药品、石化、塑料产品等物质的成分,对水质进行分析,通过检测对法规进行修改等。通过技术的创新,给用户带来更多的可能性。

近红外光谱分析:随地分析固体或液体物质

近红外(NIR)突破了只能分析液体的限制,可用于分析液体与固体分子。近红外光谱范围之内,对特定波长的光线进行吸收或者反射,对不管是液态还是固态的物质的分子进行分析,非常强烈的反应物质的特征光谱,非常快速的做出测试。

那么,DLP是如何应用到光谱分析中呢?

过阵列选择波长,而每列的像素数目对应光强,光强至输出端、检测器等使用色散光照射DMD,此时微镜充当可编程波长滤波器,在该系统架构中,通过DMD的像素和阵列选择波长。

应用宽带光过来之后经过光学部件、通过衍射、光栅、棱镜等,把光谱均匀的平铺在DMD阵列,控制微镜开关DLP的工作方式是(控制每个小的镜片做开关的动作),根据需要的光谱范围勾勒出来。即需要的波长在哪里,对应的波长浮动是多少。通过光谱照射或者反射在物质上,物质本身的特征就体现出来了。特征光谱通过检测之后的光谱曲线,可以分数据库的模板比对,清楚的看到不合规定的部分。

TI DLP® NIRscan™ 评估模块采用同样的DMD芯片,对其做了工艺的调整。使这个芯片能够在在紫外到红外线的波段范围内可以工作,根据其设计弹性,除了使用灯泡的光源外,还可以使用激光、LED光源。

TI DLP® NIRscan™ 评估模块的技术规格达到新的高度:信噪比》30000:1;光学分辨率为12nm;数字分辨率(每次扫描获得的数据点)为5.1100次,并且可编程;扫描速度1.5ms;重复性小于0.5%。

DLP技术的优势:更便捷、更快速、成本低

DLP是一种MEMS器件,是一款快速、高校、可靠的空间广调制器(SLM)。相比较其他的投影技术,DLP技术更加便捷、快速,成本更低。Mariquita Gordon从以下四个方面来阐述它的技术优势:

  1、 识别。未知物质。高光效高性能。

  2、 检测。有用物质。采用低成本的单元件的检测机,传统的都是很大的检测机的阵列,成本昂贵,使用局限性很大。

  3、监控。监控流程控制范围。在生产线上,生产工艺检测,若检查一个物品是否合格,DLP提供非常快速的可编程的检测模式,通过程序控制,速度很快。

  4、 分析。物质的分子组成。传统的只能去实验室,而DLP可以由于便携性可以带到现场,不用担心现场会无染检测结果,也不用等待,马上就可以。给检测环节带来很多便利。

而基于DLP技术的TI DLP® NIRscan™ 评估模块同样具有这些优势,其具有便携性,规格紧凑、可在工厂及现场进行测量;无移动部件,防震能力强;数字微镜,性能稳定,不会随时间及温度变化;具有可编程性,自适应控制每个波段的关键扫描参数。虽然单看DLP® NIRscan™ 评估模块售价8499美元感觉稍贵,但与其他的投影技术相比,在同样性能的产品中价格却很低,购买此产品也降低成本。

2015年更多近红外光谱分析应用问世 未来更加智能化

未来,DLP技术将进一步向智能化发展:增强显示、互动式显示、触摸和基本手势的控制台、3D测量、光刺激以及医学仪器等。

经过长时间的培育,TI有个非常强大的生态系统,包括ODM、OEM厂商,代理商团队,销售团队等,TI希望通过已有的生态系统的架构把新技术发扬光大。谈及DLP近红外光谱分析方案的未来,Mariquita Gordon很有信心的说道:“发布这个近红外模块之后,相信在2015年会有各种各样的针对不同应用领域的采用DLP技术的近红外光谱分析的产品问世。”而我们也有理由相信,DLP近红外模块会掀起一场光谱分析市场的变革。

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