本機(jī)是使用近紅外光譜法，在鹽漬環(huán)境下現(xiàn)場(chǎng)短時(shí)間內(nèi)輕松測(cè)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(jī)構(gòu)進(jìn)行，但從取樣到獲得結(jié)果大約需要一周的時(shí)間。

[特點(diǎn)]
●可以現(xiàn)場(chǎng)獲得測(cè)量結(jié)果的“現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)”
?可以使用樣品的光譜在現(xiàn)場(chǎng)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(méi)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(cè)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(hù)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(huì)資本，比如在高增長(zhǎng)時(shí)期建造的橋梁，已經(jīng)到了規(guī)定的使用壽命，很快就會(huì)進(jìn)入更新期。
但是，考慮到日本的社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況，需要盡可能降低更新成本，作為對(duì)策，強(qiáng)烈要求延長(zhǎng)設(shè)施的使用壽命。
為了延長(zhǎng)這些設(shè)施的使用壽命并進(jìn)行適當(dāng)?shù)木S護(hù)，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(hù)措施。目前，鹽濃度測(cè)量是鹽分損壞混凝土結(jié)構(gòu)的劣化指標(biāo)，通過(guò)從實(shí)際結(jié)構(gòu)中采集樣品，將其帶回實(shí)驗(yàn)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(shí)間。另一方面，通過(guò)使用近紅外光譜測(cè)量多個(gè)特定波長(zhǎng)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(chǎng)相對(duì)容易且在短時(shí)間內(nèi)估算。

該系統(tǒng)是一種便攜式混凝土劣化測(cè)量裝置，用于現(xiàn)場(chǎng)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(guò)在要檢查的結(jié)構(gòu)上鉆孔并使用光纖探頭測(cè)量近紅外區(qū)域的光譜來(lái)調(diào)查。可通過(guò)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(cè)量和數(shù)據(jù)處理，通過(guò)主成分分析可以獲得鹽度等知識(shí)。

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(cè)量用光纖探頭（2 個(gè)分支）
3) 近紅外光譜儀（1100 至 2500 nm）
4) 近紅外電子冷卻探測(cè)器
5) DC/AC 轉(zhuǎn)換器
6) 測(cè)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(chǔ)外殼

3. 3. 各部分規(guī)格及功能（見(jiàn)方框圖）
3.1 鹵素光源單元
提供從可見(jiàn)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(lái)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(guò)聚光光學(xué)系統(tǒng)有效引入光纖

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

1. 使用波長(zhǎng)范圍：900-2500 nm
2. 全長(zhǎng)：2m，2支：約0.5m
3. 探頭測(cè)量單元有一個(gè)約20厘米的不銹鋼罩（**的罩約為3毫米，以保護(hù)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(cè)器。
7. 分辨率：○○，入射狹縫寬度為 10 μm（使用 1200 個(gè)衍射光柵 / mm 時(shí)）
8. 反向線色散：8.5 nm/mm（使用1200衍射光柵時(shí)/mm）
9. 測(cè)量范圍：使用 1 英寸陣列時(shí)，一次可以測(cè)量 216 nm 的區(qū)域，相當(dāng)于 512 通道陣列的每個(gè)陣列 0.42 nm。
10. 掃描波長(zhǎng)范圍：1200-2400 nm
11. 驅(qū)動(dòng)：直接將脈沖電機(jī)連接到衍射光柵軸上

3.4 近紅外電子制冷探測(cè)器（濱松光電制造）

1. InGaAs 線性圖像傳感器
   1) Hamamatsu Photonics，型號(hào) G9208-256W 
   2) 靈敏度波長(zhǎng)范圍：0.9 至 2.55 μm (-20°C) 
   3) 像素?cái)?shù)：256（有效像素?cái)?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(cè)頭
   1) Hamamatsu Photonics，型號(hào) C-8062-01 
   2) 尺寸：100X90X99mm（詳見(jiàn) Hamamatsu HP）
   3) 控制溫度：-20°C ± 0.1°C（固定）
3. 多通道檢測(cè)頭控制器
   1) Hamamatsu Photonics，型號(hào) C7557-01 
   2) 接口：-01 兼容 USB 
   3) 數(shù)據(jù)測(cè)量控制（曝光時(shí)間、數(shù)據(jù)傳輸、外部同步信號(hào)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(shí)間設(shè)置
   ·放大器增益設(shè)置
   ·積分計(jì)數(shù)設(shè)置
   ·冷卻控制（ON / OFF）
   ·暗校正
   ·測(cè)量開(kāi)始/結(jié)束
   ·測(cè)量數(shù)據(jù)類型設(shè)置

3.5 測(cè)量軟件
1) 驅(qū)動(dòng)光譜儀測(cè)量所需的波長(zhǎng)區(qū)域
2) 控制陣列檢測(cè)器并將信號(hào)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(cè)量的區(qū)域-2350 nm 檢查氯離子

3.6 數(shù)據(jù)處理軟件
1) 對(duì)已知鹽濃度的測(cè)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(cè)量光譜中得到鹽度濃度。
3）相對(duì)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(cè)器、PC驅(qū)動(dòng)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(chǔ)外殼
用于存放光譜儀、光源、電池等的外殼。

* 測(cè)量側(cè)的光纜是光源和分光器側(cè)混合放置的。

1. 1. 測(cè)量程序
操作檢查：在實(shí)驗(yàn)室而不是在現(xiàn)場(chǎng)使用過(guò)濾器和含有 OH 的玻璃檢查整個(gè)系統(tǒng)的操作后，將測(cè)量設(shè)備運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量程序如下。
現(xiàn)場(chǎng)工作由大約四個(gè)人依次進(jìn)行，其中包括一名鉆孔的工人和一名測(cè)量頻譜的工人。
①確定要檢查
②打開(kāi)所有設(shè)備（發(fā)電機(jī)、測(cè)量設(shè)備、PC等）的
白板和要檢查的部分
的深度 ⑤
測(cè)量 L1mm 部分的光譜20 到 30 做一次。
(6) 鉆孔至 L2 mm (7)
測(cè)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(cè)量 20 至 30 次。
⑩結(jié)束

2. 2. 基于上述過(guò)程，測(cè)量程序具有以下流程。
在分析和測(cè)量程序中選擇“測(cè)量”
1) 輸入測(cè)量條件（曝光時(shí)間、積分?jǐn)?shù)、冷卻溫度、波長(zhǎng)軸校準(zhǔn)、中心波長(zhǎng) λ1、λ2 ... λ10 的設(shè)置，在深度 L 輸入測(cè)量次數(shù): 1 到 99)
2) 輸入文件名“abc”
3) 在中心波長(zhǎng) λ1 和中心波長(zhǎng) λ2 處進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)白板的光譜測(cè)量，同時(shí)顯示強(qiáng)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(zhǎng)λ1處測(cè)量的。顯示強(qiáng)度譜，確認(rèn)后進(jìn)行下一步。可以重做
5) 在中心波長(zhǎng) λ2 處測(cè)量表面光譜。顯示強(qiáng)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(cè)量中心波長(zhǎng) λ1 光譜。至于光譜，“光強(qiáng)度光譜”和“反射（吸光度）光譜：log（λ1L1001/白板λ1）”都實(shí)時(shí)重復(fù)顯示。一旦獲得所需的光譜，它就會(huì)被“保留”。
7）中心波長(zhǎng)自動(dòng)移動(dòng)到λ2（衍射光柵旋轉(zhuǎn)），進(jìn)行同樣的測(cè)量。光譜顯示“光強(qiáng)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(qǐng)更改探頭位置”的信息時(shí)，移動(dòng)探頭的測(cè)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(cè)量。光譜強(qiáng)度顯示在上排，吸收光譜顯示在下排，中心波長(zhǎng)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(shí)，它們之間存在一個(gè)沒(méi)有光譜的區(qū)域。
10）如果測(cè)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(cè)量。我們將在此考慮是否對(duì)粗骨料進(jìn)行判斷。→ 在現(xiàn)場(chǎng)，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(zhǎng) λ1 和 λ2 處進(jìn)行光譜測(cè)量
.................................... 
12) 鉆孔后鉆孔至L nmm 深度，完成中心波長(zhǎng) λ1 和 λ2 的光譜測(cè)量
13)

在這個(gè)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(zhǎng)，分別測(cè)量位置001到m，總（1+m·n）x 2光強(qiáng)度光譜和 2 mn 次反射 (1 + m · n). 吸光度) 表示光譜被測(cè)量。

3. 3. 之后，啟動(dòng)分析程序并開(kāi)始光譜分析。數(shù)據(jù)保存在 Excel 庫(kù)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(jì)算和輸出