光譜3秒辨氣體

01 / 30 . 2015
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氣體檢測十年功,現在只需三秒鐘-氣態紅外光譜自動定性定量技術 創新科技專案 / 氣態紅外光譜自動定性定量技術 文 / 陸子鈞

隔壁工業區又飄來怪味,到底是什麼氣體咧?氣態紅外線光譜儀能告訴你-不過那也是幾天之後了。現在,有了自動定性定量技術,三秒鐘就能得到答案!

由工研院與碩傑企業有限公司共同開發的「氣態紅外光譜自動定性定量技術」,有別於傳統藉由人力判讀,耗時又費力,能在三秒內判斷偵測到的氣體,而且能即時記錄濃度,便於追蹤動態。此外,如果環境中出現不預期的氣體,那麼專家也無法即時從光譜資料上判斷,碩傑企業總經理曾東榮先生說:「像是上次高雄氣爆事件,即使有紅外光譜儀在監測,專家也無法及時判斷濃度突然增高的是乙烯,當然也就無法應付。」

氣態紅外線光譜儀其實是存在許久的技術,原理是氣體會吸收紅外光,不同的氣體有不同的紅外光吸收光譜。只要儀器發出紅外光穿越氣體,再分析哪些波長被吸收,就能判斷出儀器偵測到何種氣體。起初開發是為了在軍事上作化學戰劑的監測,後來廣泛應用到工業區的環境或者工安監測。

長久以來,都是仰賴經驗豐富的專家,根據儀器收集到的圖譜來判斷偵測到的氣體,鑑定一種氣體需費時數分鐘以上。擅長數學模型的呂建豪博士,想到利用演算法來拆解偵測到的圖譜,並與氣體圖譜資料庫比對,就能省去人工分析,自動定性定量偵測到的氣體。好點子總是比實現還困難,呂建豪得意的說:「從想法到寫出數學模型,大概只花了三個月。」但這卻整個改變了存在十幾年的氣態紅外光譜技術。

呂建豪分享到,當研發團隊帶著這套系統向工業相關企業展示時,數次被認為是「詐騙集團」,他說:「有在用氣態紅外光譜儀的公司一聽都覺得不可能,怎麼能在三秒內就完成鑑定。」後來對方準備「考題」,用已知的氣體紅外光圖譜來測驗,沒想到系統都能快速完成氣體種類鑑定,而且準確率甚至還更高,也因此研發團隊順利拿到了訂單。

「氣態紅外光譜自動定性定量技術」可同時鑑定超過一千種氣體,遠遠超越國際上現有的技術極限。由於技術的突破在於偵測後的演算模型,所以既有的紅外光譜儀也能適用。現在,研發團隊已經設計出適用於室外大範圍園區氣體監測的機型,以及能夠一機監測多達數十條氣體管線的機型。未來能夠更有效率地守護環境空氣品質及工業安全。

未來公共場所危害性氣體監測、緊急應變危害性氣體監測等場所皆需要。氣態紅外吸收光譜智慧型鑑定與濃度計算系統,藉由氣體吸收紅外光線後產生紅外吸收區的指紋特徵,自動解析鑑定環境中出現哪幾種氣體,。特點為1. 全自動AI設計 :氣體成分與濃度分析全部由內建電腦 AI智慧系統完成;2. 全方位氣體偵測:涵蓋目前常見氣體種類的95%以上;3. 即時性 : 僅需要數秒即可完成數千種以上氣體組成的診斷分析。