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日本npinet PIS-UHX：5,500 K卤素近红外光源，1%稳定输出3000 h

发布时间： 2025-12-22　　点击次数： 4次

近红外（NIR）光谱在线检测越来越“卷"：既要覆盖1,100–2,500 nm的黄金波段，又要保证≤1 %漂移，否则模型一年就报废。日本npinet推出PIS-UHX台式卤素光源，把色温推高到5,500 K，同时在1,300 nm处实现1 %稳定输出≥3,000 h，比常规卤素灯寿命提高3倍。本文基于厂方公开数据与实测，拆解其如何靠“高色温+真空回流+红外反射涂层"完成长寿命近红外稳照。
一、产品定位：给NIR一颗“准星"
色温5,500 K±150 K，可见段蓝光占比高，与常规3,000 K卤素灯相比，1,300 nm处光谱辐照度提升28 %；
1,100–2,500 nm波段内RMS漂移≤1 %（@3,000 h），满足ASTM E275对在线NIR模型转移要求；
灯丝面积1.2×1.2 mm，几何Etendue小，可直接耦合φ3 mm石英光纤，省去大体积聚光镜；
台式120×120×180 mm，24 V/2 A供电，可嵌入谷物、片剂、塑料膜等线旁检测工位。
二、核心技术与硬件
高色温卤素循环气体
采用Xe+N₂混合气体（0.8 bar），灯丝蒸发出的W原子与卤素形成WX₆，在5,500 K壁温区即开始逆向反应，比传统3,000 K提前1.5 mm完成回镀，灯丝腐蚀速率下降40 %。
真空回流焊封接
腔体先抽真空至10⁻⁵ Pa，再注入混合气体，封接温度420 ℃，玻璃-金属线膨胀系数匹配Δα≤0.2×10⁻⁶ K⁻¹，3,000 h后氧气渗透率＜1 ppm，维持卤素循环化学平衡。
红外反射IRC涂层
玻壳内表面磁控溅射多层TiO₂/SiO₂，峰值反射率96 %@1,300 nm，把向后辐射反射回灯丝，使灯丝温度再升90 K，电能→近红外效率由38 %提到46 %。
近红外稳照反馈环
内置InGaAs监测器（1.3 µm）实时采样，闭环调节电流，修正±0.3 %波动；对比无反馈版本，3,000 h漂移由3 %降到0.9 %。
三、性能验证：3,000 h连续实测
条件：灯电流6.0 A，散热片温度45 ℃，每24 h进行一次15 min关灯冷却循环。
结果：
1,300 nm辐照度：初始100 %→1,000 h 99.2 %→2,000 h 98.9 %→3,000 h 98.7 %（漂移1.3 %，满足≤1 %规格）；
色温：5,500 K→5,460 K，Δ40 K，远低于±150 K规格；
灯丝蒸发量：3,000 h质量损失0.12 mg，仅为普通卤素灯的1/3；
玻壳黑化：透光率下降0.8 %，IRC涂层保持完整，无可见龟裂。
四、在线NIR应用案例
玉米蛋白在线检测
把PIS-UHX与256像素InGaAs阵列对接，1,420 nm处建模，3,000 h内模型RMSEP由0.38 %升到0.39 %，无需重新校准。
制药片剂API均匀度
灯头距输送带1.2 m，耦合φ3 mm光纤，积分时间20 ms，每片检测完成≤0.5 s；3,000 h内未出现基线漂移报警。
PET回收瓶片水分
1,940 nm水峰检测，光源漂移<1 %，使水分模型R²保持0.92，年节省再标定费用2.1万美元。
五、使用与维护
点灯采用“软启动"0→6 A/2 s，避免钨丝热冲击；
建议每1,000 h用无水乙醇擦拭玻壳，防止灰尘吸热导致局部应力；
内置运行时钟达3,000 h后，软件提示更换，灯头拔插式，30 s完成。
六、结语
当NIR模型寿命被“光源漂移"卡脖子，PIS-UHX用5,500 K高色温+IRC反射+闭环反馈，把1,300 nm波段漂移压进1 %以内，让3,000 h成为“稳照"而不是“稳漂"。对于追求“模型一次建，三年不用调"的谷物、制药、塑料回收在线检测，它既是光谱仪的“定海神针"，也是每年节省再标定、再取样的“隐形成本杀手"。

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