Huntsman Petrochemicals公司在英國Wilton的工廠每年生產360kt對二甲苯。對二甲苯是制造聚酯和化纖的關鍵原材料，聚酯和化纖被廣泛用于生產服裝、薄膜、飲料瓶和食品容器。產品的純度在于分離另外兩種二甲苯的異構體鄰二甲苯和間二甲苯。通過冷卻過程中的選擇性結晶和離心懸浮。通過控制進料的化合可以達到的純度。

以前用于監控化合過程的設備是在線熔點分析器，需要經常取得樣品，送到實驗室作分析確認。數據傳輸上的時滯會造成給料合成2％～3%的變化。在2003年初安裝的Rosemount Analytical Raman 分析器，可以全面在線監控合成，由于合成信息每分鐘就更新一次，生產變化降低到0.25%，顯著的改進了生產的穩定性。

“Raman分析器的確改進了生產質量”對二甲苯生產廠的負責人Tom Liddle說：“通過減少合成過程中的變化，我們可以達到*化的生產條件，提高了穩定性，達到了99.7%的質量水平。”

Huntsman Petrochemicals公司的工藝工程師Steve Gill是首先使用Raman在線光譜儀的，他說：“我對它的效果非常滿意。凈化控制的主要好處是將一致的固材料給分離機。此外，由于穩定了，就可以看到在前面工序發生變化為后工序所帶來的影響。我們以前一直沒有能力實時監控。”

Tom Liddle也很高興看到工廠運轉更順暢了：“沒有Raman的在線控制時，生產中的變化有時會導致分離機中載入過量的固體，造成振動和潛在的軸承損壞。現在我們以zui大的產量生產，并且降低了離心機的磨損。”

激光探測

Raman光譜儀使用單一波長的激光來探測樣品。在分子級的水平上，光強在非常微小的片段發生散射，這些散射光發生于相同的激光波長（Rayleigh散射）,更小部份的入射光被轉移為較長的波長（Raman散射）。這種激光的轉移代表與小分子的能量轉換。Raman散射中波長轉移的模式和強度上可以得到定性（分子片段）和定量（濃度）的信息。在實際應用中需要開發一種多變量的校正模型，來實現多種成份的分析。

在Wilton使用的Raman分析器將被同時用于測量四個分開的生產位置：給料、回收材料和兩個zui終產品線中對二甲苯純度的監控。“我們仍然在學習分析器的使用”Tom Liddle說：“對在線檢測有了更多的認識。”

分析器被安放在控制室中。激光通過光導纖維傳到四個測量位置：光探針提供至生產線的接口。在每一個探針，樣品產生的散射光被收集并通過返回光纖傳回分析器。zui初的分析和濃度數據經由Modbus送達Emerson DeltaV生產控制系統，從而控制給料稀釋。

安裝需求

Raman分析器的設計標準與實驗室用儀器差別很大。它不僅僅是一個“耐用的實驗儀器”，整個系統從分析器到探針、光纖都需要適合生產線安裝的要求。

考慮到連續使用的長期穩定性，分析數據的重復性，樣品接口、在線診斷和預防性維護、激光的安全性、適當的數據輸出協議和相關的成本控制，都是基本設計的基礎。

激發源采用NIR多模式半導體激光，以zui小化熒光干涉并且連續運轉的情況下，使用壽命較長（一般的兩年半）。這種激光的線形相對較寬，返回的光譜分辨率較低。模式跳躍造成的線形不穩定通過使用一個內部參考來進行補償。

單色輻射經過光導纖維、光學濾鏡和Raman探針傳到樣品上，探針也收集被樣品散射回來的光。Rayleigh和Raman散射經過不同的光導纖維傳回到分析器，光學濾鏡被用來濾過未知的波長。Raman散射光被分散為光譜圖，由高度敏感的CCD相機記錄。Rayleigh纖維的終點在一個光電二極管，作為分析品的激光安全功能的一部分。

激光、控制器和探測器的幾何布置（光譜攝制儀和相機）結合起來使Raman分析器可以用一個光譜攝制儀和CCD相機，同時測量四個工業生產液流（并記錄內部的參考光譜）。

技術的相間校正流程產生一個標準的光譜，使內部通道具有可比性。它的優點是校正可以換移到多個監控點，并且避免了更換光學器件時再重新校正。此外，基于因數的標準化可以幫助去除散裝樣品的變化，例如氣泡。標準化流程和內部參考的組合可以確保光譜結果有良好的可重復性。

對于定量分析，通過采用多變量的校正方法（典型的如Partial Least Squares regression）將光譜數據轉化為成份的含量。數據處理由分析器完成，因此在一分鐘的更新時間內就可以得到成份含量的真實數據。Rosemount Analytical Raman服務小組在亞特蘭大的兩邊工作，與Huntsman Petrochemicals公司的工程師一同提供早期的項目指導和咨詢，工程應用和校正。Emerson的工程師在俄亥俄遠程監控Rosemount Raman分析器，完成在線調試和校正模式的遠程優化。
（本文轉自電子工程世界：http://.cn/Test_and_measurement/2013/0911/article_7809.html）