二極管激光器的光譜吸收法被用于溫度和濃度測量的歷史至少40余年。 可調二極管激光吸收光譜(TDLAS)是利用吸收情況來測量溫度和濃度。 根據蘭伯特-比爾定律,透射光的強度與吸收劑的濃度有關系。 溫度和原子或分子濃度是由線形函數和玻耳茲曼方程確定。 TDLAS技術具有較高的選擇性和靈敏度,可以在線連續檢測O2,CH4,H2O,CO,CO2,NH3,HCl,HF等不同分子的濃度。 當采用靈敏的檢測技術時,檢測極限可以提高到ppm或ppb級別。
TDLAS還可通過利用光的多普勒效應進行速度測量,測量的速度范圍可接近或超過聲速。鑒于其成本合理且穩定,已被廣泛應用于質量的流量監控。隨著激光光源和外圍電光組件的日益成熟和廣泛使用,TDLAS已被廣泛應用于眾多的工業領域。
TDLAS在凍干領域可測定和監測如下數據信息:
- 升華界面的產品溫度
- 樣品瓶底部中心的產品溫度
- 產品的干燥阻力
- 殘留的水分
- 主干燥和次級干燥終點
- 樣品瓶熱傳遞系數
- 連續監測冰層及干燥層厚度
- 凍干設備氣流不受阻的最大升華能力
由Physical Sciences Inc.生產并授權SP Scientific 銷售的LyoFlux傳感器,是一款在凍干過程中能夠準確而靈敏測量水蒸氣流量的商業化傳感器。它是一種將藥物凍干技術從簡單的一種技術轉變為能夠給予科學制造過程的且行之有效的新型工具。

LyoFlux? 200
LyoFlux設計小巧緊湊,可以安裝使用在各種尺寸的凍干機上,例如小型LyoCapsule、較大的LypConstellation中試凍干機。關鍵的改進是開發了能夠在凍干機的控制器和TDLAS傳感器直接通信的軟件,可以自動且持續測量凍干倉的壓力、層板溫度和產品溫度數據。
在整個凍干過程中,凍干機腔體的壓力和層板溫度數據可以直接傳送給TDLAS傳感器,不需要人工輸入,真正實現自動化的24/7/365運行,對于使用者來說,可以節省時間,減少數據的錯誤輸入,并提供一個可用于后續分析的可捕獲過程數據和繪制曲線的位置點。用戶在啟動凍干程序前,將工藝配方輸入凍干機,自此開始凍干過程不需要操作員干預。在運行過程中選擇合適的時間,打開和關閉凍干機的隔離閥測量偏離值,同時啟動流量測量傳感器。
將TDLAS傳感器測量和根據熱量質量模型計算出來的產品相關的數據信息轉移到凍干機的控制系統中進行儲存,以便進行歷史數據追蹤,這樣可以確保所有的數據帶有具體的時間,方便使用者查看和處理。
PSI和SP Scientific在不斷開發新的應用,實現利用TDLAS技術的工藝自動優化,這個目標的實現需要幾年的研發和工業測試時間,但是正是符合FDA QbD和PAT的要求。