2024物博會丨化工行業(yè)近紅外光譜傳感物聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)

化工品生產(chǎn)事關(guān)人民群眾生命財產(chǎn)安全，關(guān)系到改革發(fā)展大局穩(wěn)定。無錫迅杰光遠(yuǎn)科技有限公司自主研發(fā)近紅外光譜傳感物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，在化工品生產(chǎn)過程中替代傳統(tǒng)檢測方法，推動化工品生產(chǎn)過程質(zhì)量管控向智能化、自動化方向發(fā)展，實現(xiàn)生產(chǎn)過程精確控制，降低企業(yè)運營成本、安全風(fēng)險和環(huán)保壓力。2024年9月，迅杰光遠(yuǎn)憑借其在近紅外光譜分析技術(shù)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)和持續(xù)創(chuàng)新能力，成功獲評國家專精特新“小巨人"。

　　瞄準(zhǔn)行業(yè)痛點 技術(shù)創(chuàng)新煥新檢測流程

　　化工品生產(chǎn)過程中，其原料、中間體及產(chǎn)品通常易燃、易爆、有毒，易造成潛在危害。對化工品進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的檢測是確保產(chǎn)品質(zhì)量安全的重要手段。

　　然而，傳統(tǒng)的化工品離線分析方法存在取樣滯后、檢測周期長、操作步驟復(fù)雜等問題，導(dǎo)致分析結(jié)果無法及時反饋給生產(chǎn)過程，影響生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和安全保障。

　　為解決化工行業(yè)發(fā)展痛點，迅杰光遠(yuǎn)自主研發(fā)了近紅外光譜分析儀器。該儀器能夠分析物質(zhì)在近紅外波段的吸收光譜，以此實現(xiàn)物質(zhì)定性和定量的分析，具有快速、準(zhǔn)確和無損的優(yōu)勢。其主要原理是根據(jù)近紅外光對C-H，N-H，O-H等化學(xué)基團具有吸收的特性，針對包含這些基團的物質(zhì)含量高低與近紅外光譜吸收強度的關(guān)系，組成成分不同與吸收光譜的形狀特征的不同，進(jìn)行物質(zhì)的精確分析，而現(xiàn)在常用的近紅外光譜傳感器采集方式一般分為透射、漫反射和漫透射，無需接觸樣品，不損傷樣品，不消耗樣品，不產(chǎn)生化學(xué)廢料，是一種綠色環(huán)保的分析方法。

　　基于近紅外光譜分析技術(shù)，迅杰光遠(yuǎn)構(gòu)建起近紅外光譜傳感物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，光譜儀內(nèi)部的光譜檢測單元將來自樣品的復(fù)色光轉(zhuǎn)換為光譜數(shù)據(jù)，光譜數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)回傳至云平臺。數(shù)據(jù)進(jìn)入云平臺后，經(jīng)過清洗再分發(fā)至各子系統(tǒng)，通過各種算法組合對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析工作，分析結(jié)果則在工業(yè)控制系統(tǒng)中可視化顯示。

　　該系統(tǒng)實現(xiàn)化工品質(zhì)量在線監(jiān)控，非接觸測量避免了傳統(tǒng)接觸式測量可能帶來的磨損、污染或破壞等問題，且保護工人安全，提高檢測流程的安全性與穩(wěn)定性，助力化工企業(yè)實現(xiàn)優(yōu)化工藝操作、提升產(chǎn)品品質(zhì)、降低生產(chǎn)損耗、提高生產(chǎn)效率、減少環(huán)境污染。

　　聚焦用戶需求 定制應(yīng)用實現(xiàn)彎道超車

　　在競爭激烈的化工行業(yè)，化工品檢測作為確保產(chǎn)品質(zhì)量與安全性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，行業(yè)對其重視度日益提高。成立于2016年的迅杰光遠(yuǎn)如何在短時間內(nèi)獲得行業(yè)內(nèi)認(rèn)可，是一大挑戰(zhàn)。

　　“關(guān)鍵在于始終站在用戶的角度思考問題，這不僅是迅杰光遠(yuǎn)在近紅外光譜分析領(lǐng)域追上國外頭部企業(yè)的機會，也是獲得客戶信任的根本原因。"迅杰光遠(yuǎn)創(chuàng)始人兼CEO閻巍說。

　　氨基甲酸酯類農(nóng)藥是在有機磷酸酯之后發(fā)展起來的合成農(nóng)藥，一般無特殊氣味，在酸性環(huán)境下穩(wěn)定，遇堿分解，大多數(shù)品種毒性較有機磷酸酯類低。但其中的一個重要合成原料具有強烈刺激性和毒性。某化工企業(yè)正是這種合成原料的主要生產(chǎn)商之一，針對企業(yè)對于該原料的在線檢測需求，迅杰光遠(yuǎn)與其合作開展生產(chǎn)過程精餾工段的近紅外光譜傳感物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)，利用整套近紅外光譜檢測方案在線監(jiān)測原料生產(chǎn)，數(shù)據(jù)結(jié)果實時傳輸至分散控制系統(tǒng)，在中控室即可獲取樣品真實信息，及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)異常。

　　在近紅外光譜傳感物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的加持下，該企業(yè)將原先氣相色譜檢測的工作量壓縮了90%，此種有機化合物檢測時間縮短至10秒，分析效率和精確度實現(xiàn)大幅度提高，降低人員出入危險場所頻次，提升企業(yè)安全生產(chǎn)水平的同時實現(xiàn)降本增效。據(jù)統(tǒng)計，每年每臺在線近紅外光譜分析儀為該化工企業(yè)節(jié)約試劑和人工成本約12萬元，產(chǎn)生經(jīng)濟效益達(dá)50萬元。

　　做實底層支撐 助力產(chǎn)業(yè)數(shù)智化發(fā)展

　　為用戶提供有效適用的定制化服務(wù)背后，是迅杰光遠(yuǎn)深入研究AI算法優(yōu)化和自動化建模，打造數(shù)字曝光型光譜平臺、雙聚焦透射光柵光譜平臺、微型傅立葉光譜平臺和全自動建模平臺等四大核心技術(shù)平臺，開發(fā)基于大數(shù)據(jù)的智能建模及模型評估系統(tǒng)，為用戶提供定制化服務(wù)的底層支撐。

　　以智能建模及模型評估系統(tǒng)為例，近紅外光譜傳感物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)捕捉到的數(shù)據(jù)信息，通過智能建模及模型評估系統(tǒng)進(jìn)行高效分析數(shù)據(jù)，根據(jù)實時數(shù)據(jù)自動調(diào)整模型，確保其準(zhǔn)確性和適應(yīng)性，并根據(jù)分析結(jié)果實時優(yōu)化工藝，大幅提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，減少生產(chǎn)過程和質(zhì)量檢測中的廢液排放，降低環(huán)境污染風(fēng)險，完善綠色循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。

　　不僅是化工行業(yè)，近紅外光譜傳感物聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)還可應(yīng)用于石油化工、食品加工、醫(yī)療制藥、環(huán)境保護等行業(yè)，尤其是在當(dāng)前大規(guī)模設(shè)備更新及國產(chǎn)替代的背景下，迅杰光遠(yuǎn)根據(jù)不同企業(yè)實際需求，以近紅外光譜傳感物聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)賦能企業(yè)生產(chǎn)過程的數(shù)智化轉(zhuǎn)型升級。

目前，迅杰光遠(yuǎn)研發(fā)的光譜傳感分析儀器及配套解決方案，已成功在糧油貿(mào)易、食品加工、飼料加工、生物制藥、工業(yè)發(fā)酵、精細(xì)化工等多個行業(yè)落地。未來，迅杰光遠(yuǎn)將持續(xù)進(jìn)行模型建立和優(yōu)化工作，加強建立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確保模型能夠準(zhǔn)確反映樣品的特性，并實現(xiàn)模型轉(zhuǎn)移。