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本機是使用近紅外光譜法，在鹽漬環(huán)境下現(xiàn)場短時間內(nèi)輕松測量混凝土結(jié)構(gòu)中的氯離子濃度的設(shè)備。
* 在傳統(tǒng)的 JCI 方法和 JIS 方法中，使用化學(xué)品的化學(xué)分析由專門的分析機構(gòu)進(jìn)行，但從取樣到獲得結(jié)果大約需要一周的時間。

[特點]
●可以現(xiàn)場獲得測量結(jié)果的“現(xiàn)場測量系統(tǒng)"
?可以使用樣品的光譜在現(xiàn)場進(jìn)行分析。
-從設(shè)備控制到數(shù)據(jù)處理，用迷你筆記本電腦都可以。
-即使在沒有電源（AC100V）的地方，也可以使用專用的便攜式電源。
●使用明亮的分光鏡。可以以高分辨率獲得良好的分離數(shù)據(jù)。

[用途]
●鹽漬環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)中氯離子濃度的測量

[近紅外兼容光纖單元（標(biāo)準(zhǔn)附件）]
使用具有優(yōu)化分支比的 2 分支型近紅外兼容光纖。樣品側(cè)探頭具有
調(diào)節(jié)器，可調(diào)節(jié)與樣品表面的距離并保護光纖端面。

主要規(guī)格 SCl 系統(tǒng) * 此規(guī)格如有更改，恕不另行通知。（截至 2009 年 4 月）

1. 1. 概述

很多社會資本，比如在高增長時期建造的橋梁，已經(jīng)到了規(guī)定的使用壽命，很快就會進(jìn)入更新期。
但是，考慮到日本的社會經(jīng)濟狀況，需要盡可能降低更新成本，作為對策，強烈要求延長設(shè)施的使用壽命。
為了延長這些設(shè)施的使用壽命并進(jìn)行適當(dāng)?shù)木S護，有必要了解當(dāng)前的劣化狀態(tài)并采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防性維護措施。目前，鹽濃度測量是鹽分損壞混凝土結(jié)構(gòu)的劣化指標(biāo)，通過從實際結(jié)構(gòu)中采集樣品，將其帶回實驗室，并根據(jù) JIS 方法使用化學(xué)品進(jìn)行化學(xué)分析。需要大量的精力和時間。另一方面，通過使用近紅外光譜測量多個特定波長范圍內(nèi)的吸光度，可以清楚地看出，混凝土中的鹽濃度可以在現(xiàn)場相對容易且在短時間內(nèi)估算。

該系統(tǒng)是一種便攜式混凝土劣化測量裝置，用于現(xiàn)場調(diào)查混凝土結(jié)構(gòu)的劣化狀態(tài)。混凝土的劣化程度可以通過在要檢查的結(jié)構(gòu)上鉆孔并使用光纖探頭測量近紅外區(qū)域的光譜來調(diào)查。可通過電池供電自由攜帶，光源、分光鏡、電源等集于一體。在筆記本電腦上進(jìn)行光譜測量和數(shù)據(jù)處理，通過主成分分析可以獲得鹽度等知識。

2. 2. 系統(tǒng)構(gòu)成
本系統(tǒng)由以下裝置和單元構(gòu)成。
1) 鹵素光源和輔助光學(xué)系統(tǒng)
2) 測量用光纖探頭（2 個分支）
3) 近紅外光譜儀（1100 至 2500 nm）
4) 近紅外電子冷卻探測器
5) DC/AC 轉(zhuǎn)換器
6) 測量軟件
7) 數(shù)據(jù)處理軟件
8) 控制 PC
9) 電池
10) 光譜儀/電池存儲外殼

3. 3. 各部分規(guī)格及功能（見方框圖）
3.1 鹵素光源單元
提供從可見光區(qū)到近紅外區(qū)的穩(wěn)定連續(xù)光。聚光光學(xué)系統(tǒng)有效地將來自光源的光引入光纖探頭。

1. 12V，100W
2. 亮度：1250 流明
3. 色溫：3200K
4. 通過聚光光學(xué)系統(tǒng)有效引入光纖

3.2 測量用兩支光纖探頭（見附圖）
用作用鹵素光照射樣品的探頭和將來自樣品的反射光引入光譜儀的探頭。

1. 使用波長范圍：900-2500 nm
2. 全長：2m，2支：約0.5m
3. 探頭測量單元有一個約20厘米的不銹鋼罩（**的罩約為3毫米，以保護光纖）。
4. 光導(dǎo)：156根φ200μm的光纖
5. NA：0.2以上
6. 光源側(cè)和分光鏡側(cè)連接器

3.3 近紅外光譜儀

1. 光學(xué)系統(tǒng)：Zerni Turnamount
2. 焦距：100mm
3. 數(shù)值孔徑：F /
4. 衍射光柵：1200線/mm
5. 入射狹縫：10 μm 至 3 mm 微米可變
6. 插座：可以連接陣列探測器。
7. 分辨率：○○，入射狹縫寬度為 10 μm（使用 1200 個衍射光柵 / mm 時）
8. 反向線色散：8.5 nm/mm（使用1200衍射光柵時/mm）
9. 測量范圍：使用 1 英寸陣列時，一次可以測量 216 nm 的區(qū)域，相當(dāng)于 512 通道陣列的每個陣列 0.42 nm。
10. 掃描波長范圍：1200-2400 nm
11. 驅(qū)動：直接將脈沖電機連接到衍射光柵軸上

3.4 近紅外電子制冷探測器（濱松光電制造）

1. InGaAs 線性圖像傳感器
   1) Hamamatsu Photonics，型號 G9208-256W 
   2) 靈敏度波長范圍：0.9 至 2.55 μm (-20°C) 
   3) 像素數(shù)：256（有效像素數(shù)：>244）
   4) 像素尺寸： 50 μm (H) X 250 μm (V) 
   5) 像素間距：50 μm 
   6) 有效受光面積：12.8 (H) X 0.25 mm (V) 
   7) 暗電流（25°C）：Typ500pA，Max2000pA
2. 多通道檢測頭
   1) Hamamatsu Photonics，型號 C-8062-01 
   2) 尺寸：100X90X99mm（詳見 Hamamatsu HP）
   3) 控制溫度：-20°C ± 0.1°C（固定）
3. 多通道檢測頭控制器
   1) Hamamatsu Photonics，型號 C7557-01 
   2) 接口：-01 兼容 USB 
   3) 數(shù)據(jù)測量控制（曝光時間、數(shù)據(jù)傳輸、外部同步信號輸入、放大器增益設(shè)置、冷卻控制等.) 
   4) 電源：AC100-240V ± 10% 
   5) 功耗：*大33W 
   6) 外形尺寸：92 (W) X150 (H) X225.8mm (D) 
   7) 重量：約2.9kg 
   8) 附帶軟件：
   ·曝光時間設(shè)置
   ·放大器增益設(shè)置
   ·積分計數(shù)設(shè)置
   ·冷卻控制（ON / OFF）
   ·暗校正
   ·測量開始/結(jié)束
   ·測量數(shù)據(jù)類型設(shè)置

3.5 測量軟件
1) 驅(qū)動光譜儀測量所需的波長區(qū)域
2) 控制陣列檢測器并將信號讀入 PC 
3) 顯示光譜
用具體的 1,350-1,550 nm 區(qū)域和 2150 nm 中和要測量的區(qū)域-2350 nm 檢查氯離子

3.6 數(shù)據(jù)處理軟件
1) 對已知鹽濃度的測量光譜進(jìn)行多變量分析，創(chuàng)建校準(zhǔn)曲線。
2) 從未知濃度的測量光譜中得到鹽度濃度。
3）相對于水平軸（例如深度方向）創(chuàng)建鹽度剖面。

3.7 控制與數(shù)據(jù)處理PC
省電筆記本PC

3.8 DC/AC轉(zhuǎn)換器
以12V直流電池為電源，獲得由光源、分光鏡、探測器、PC驅(qū)動的交流電源。

3.9 電池
1) 鋰離子電池
2) 23V 
2) 15Ah 
3) 4.2kg

3.10 存儲外殼
用于存放光譜儀、光源、電池等的外殼。

* 測量側(cè)的光纜是光源和分光器側(cè)混合放置的。

1. 1. 測量程序
操作檢查：在實驗室而不是在現(xiàn)場使用過濾器和含有 OH 的玻璃檢查整個系統(tǒng)的操作后，將測量設(shè)備運送到現(xiàn)場。現(xiàn)場測量程序如下。
現(xiàn)場工作由大約四個人依次進(jìn)行，其中包括一名鉆孔的工人和一名測量頻譜的工人。
①確定要檢查
②打開所有設(shè)備（發(fā)電機、測量設(shè)備、PC等）的
白板和要檢查的部分
的深度 ⑤
測量 L1mm 部分的光譜20 到 30 做一次。
(6) 鉆孔至 L2 mm (7)
測量 L2 mm 部分的光譜 20 至 30 次。
⑧ 用鉆頭鉆到 L3 mm 的深度
。.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 
⑨ 用鉆頭鉆至 Lnmm 深度，測量 20 至 30 次。
⑩結(jié)束

2. 2. 基于上述過程，測量程序具有以下流程。
在分析和測量程序中選擇“測量"
1) 輸入測量條件（曝光時間、積分?jǐn)?shù)、冷卻溫度、波長軸校準(zhǔn)、中心波長 λ1、λ2 ... λ10 的設(shè)置，在深度 L 輸入測量次數(shù): 1 到 99)
2) 輸入文件名“abc"
3) 在中心波長 λ1 和中心波長 λ2 處進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)白板的光譜測量，同時顯示強度光譜。確認(rèn)后進(jìn)行下一步。
4) 表面部分(L0 mm)的光譜是在中心波長λ1處測量的。顯示強度譜，確認(rèn)后進(jìn)行下一步。可以重做
5) 在中心波長 λ2 處測量表面光譜。顯示強度譜，確認(rèn)后進(jìn)行下一步。可重做
6) 用鉆頭鉆孔至 L1 mm 深度后，在位置 001 處測量中心波長 λ1 光譜。至于光譜，“光強度光譜"和“反射（吸光度）光譜：log（λ1L1001/白板λ1）"都實時重復(fù)顯示。一旦獲得所需的光譜，它就會被“保留"。
7）中心波長自動移動到λ2（衍射光柵旋轉(zhuǎn)），進(jìn)行同樣的測量。光譜顯示“光強度光譜"和“反射（吸光度）光譜：log (λ2L1001 / 白板 λ2)"。檢查光譜并繼續(xù)下一步。
8) 當(dāng)出現(xiàn)“請更改探頭位置"的信息時，移動探頭的測量位置并輸入“確定"。
9) 在深度 L1 位置 002 進(jìn)行與 001 相同的測量。光譜強度顯示在上排，吸收光譜顯示在下排，中心波長λ1和λ2的光譜顯示在橫軸上的同一圖中。因此，當(dāng)分離 λ1 和 λ2 時，它們之間存在一個沒有光譜的區(qū)域。
10）如果測量粗骨料部分（由2.21和2.35μm的峰確定），是否在不同的位置重新測量。我們將在此考慮是否對粗骨料進(jìn)行判斷。→ 在現(xiàn)場，不判斷是否為粗骨料部分。
11) 用鉆頭鉆孔至 L2 mm 深度后，在中心波長 λ1 和 λ2 處進(jìn)行光譜測量
.................................... 
12) 鉆孔后鉆孔至L nmm 深度，完成中心波長 λ1 和 λ2 的光譜測量
13)

在這個階段，文件名為“abc"，標(biāo)準(zhǔn)白板，λ1和λ2在深度L1到Ln的中心波長，分別測量位置001到m，總（1+m·n）x 2光強度光譜和 2 mn 次反射 (1 + m · n). 吸光度) 表示光譜被測量。

3. 3. 之后，啟動分析程序并開始光譜分析。數(shù)據(jù)保存在 Excel 庫中，以便進(jìn)行各種分析。
1) 校準(zhǔn)曲線的制備
2) 拒絕數(shù)據(jù)的確定
3) 相同深度數(shù)據(jù)的平均光譜
4) 鹽度的計算和輸出