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近紅外光譜儀
閱讀�12757時間�2011-06-16 14:13:08

  近紅外(near infrared �,波長在780�3 000nm范圍的電磁波。美國材料檢測協(xié)會(ASTM)將近紅外光�區(qū)定義�780-2526nm的區(qū)�,是人們在吸收光譜中發(fā)�(xiàn)的個非可見光區(qū)。近紅外光譜儀使用�(shù)學上的傅里葉變換,將頻率域的信息轉換為波長域的信�,從而得到光譜,它是可以得到連續(xù)波長信息�。它是一種通用儀��

�(fā)展歷�

  在過往�50多年里,近紅外光譜儀�(jīng)歷了如下幾個發(fā)展階段:

  臺近紅外光譜儀的分光系�(tǒng)�50年代后期)是濾光片分光系�(tǒng),丈量樣品必須預先干燥,使其水分含量小于15%,然后樣品經(jīng)磨碎,使其粒徑小�1毫米,并裝樣品池。此類儀器只能在單一或少�(shù)幾個波長下測定(非連續(xù)波長�,靈活性差,而且波長�(wěn)定�、重�(xiàn)性差,如樣品的基體發(fā)生變化,往往會引起較大的丈量誤差!“濾光片”被稱為代分光技術�

  70年代中期�80年代,光柵掃描分光系�(tǒng)開始應用,但存在以下不足:掃描速度�、波長重�(xiàn)性差,內部移動部件多。此類儀器的弱點是光柵或反光鏡的機械軸長時間連續(xù)使用輕易磨損,影響波長的精度和重�(xiàn)�,不適合作為過程分析儀器使�?!肮鈻拧北环Q為第二代分光技術�

  80年代中后期至90年代中前�,應用“傅立葉變換”分光系�(tǒng),但是由于干涉計中動鏡的存在,儀器的在線可靠性受到限�,特別是對儀器的使用和放置環(huán)境有嚴格要求,比如室�、濕�、雜散光、震動等?!案盗⑷~變換”被稱為第三代分光技��

  90年代中期,開始有了應用二極管陣列技術的近紅外光譜儀,這種近紅外光譜儀采用固定光柵掃描方式,儀器的波長范圍和分辨率有限,波長通常不超� 1750nm。由于該波段檢測到的主要是樣品的三級和四級倍頻,樣品的摩爾吸收系數(shù)較低,因而需要的光程往往較長?!岸O管陣列”被稱為第四代分光技��

  90年代�,來自航天技術的“聲光可調濾光器”(縮寫為AOTF)技術的問世,被以為是�90年代近紅外光譜儀最突出的進展�� AOTF是利用超聲波與特定的晶體作用而產(chǎn)生分光的光電器件,與通常的單色器相比,采用聲光調制即通過超聲射頻的變化實�(xiàn)光譜掃描,光學系�(tǒng)無移動性部�,波長切換快、重�(xiàn)性好,程序化的波長控制使得這種儀器的應用具有更大的靈活�,尤其是外部防塵和內置的�、濕度集成控制裝�,大大進步了儀器的�(huán)境適應�,加之全固態(tài)集成設計�(chǎn)生優(yōu)異的避震性能,使其近年來在產(chǎn)�(yè)在線和現(xiàn)場(室外)分析中得到越來越廣泛的應用�(end)

分類

  近紅外光譜儀從分光系�(tǒng)可分為固定波長濾光片、光柵色�、快速傅立葉變換、聲光可調濾光器和陣列檢測五種類��

  濾光片型主要作專用分析儀�,如糧食水分測定儀。由于濾光片�(shù)量有�,很難分析復雜體系的樣品�

  光柵掃描式具有較高的信噪比和分辨�。由于儀器中的可動部件(如光柵軸)在連續(xù)高強度的運行中可能存在磨損問�,從而影響光譜采集的可靠性,不太適合于在線分��

  傅立葉變換近紅外光譜儀是具有較高的分辨率和掃描速度,這類儀器的弱點同樣是干涉儀中存在移動性部�,且需要較嚴格的工作環(huán)��

  聲光可調濾光器是采用雙折射晶�,通過改變射頻頻率來調節(jié)掃描的波長,整個儀器系�(tǒng)無移動部�,掃描速度�。但目前這類儀器的分辨率相對較�,價格也較高�

  隨著陣列檢測器件生產(chǎn)技術的日趨成熟,采用固定光�、光柵分�、陣列檢測器構成的NIR儀器,以其性能�(wěn)�、掃描速度�、分辨率�、信噪比高以及性能價格比好等特點正越來越引起人們的重視。在與固定光路相匹配的陣列檢測器�,常用的有電荷耦合器件(CCD)和二極管陣列(PDA)兩種類�,其中CCD多用于近紅外短波區(qū)域的光譜儀,PDA檢測器則用于長波近紅外區(qū)��

特點

  1.無破壞�

  2.在線檢測

  3.測定速度�

  4.多組分同時檢�

  5.無前處理、無污染、方便快�

  6.投資及操作費用低

操作步驟

  近紅外光譜儀的操作步驟如下:

 ?�?)將煙葉樣品全部�(jīng)60目旋風磨處理,待測:

 ?�?)開機(要求�18�24℃范圍內啟動),持續(xù)預熱1.5小時�

  �3)掃描背�,一般要求四次樣品掃一次背�。在�(huán)境要求變化不大時可適當放寬要��

 ?�?)用燒杯量取待測樣品�75ml(僅對粉末而言)放入樣品杯,樣品裝填均�,用壓緊器(可做成銅塊)壓緊樣品,要求底部沒有裂縫�

 ?�?)將樣品杯放入樣品室,開始掃描;

 ?�?)掃描結束后,取出樣品杯,清掃樣��

 ?�?)重新裝�,進行第二個樣品的掃描�

 ?�?)樣品全部掃描結束后,分析結��

應用領域

  制藥�(yè);�(yī)療診�;�(nóng)�(yè);半導�;飲料;釀�;化妝�;爆炸品探�;偽造品檢測;水體質量;食品安全;石油化學制品;�(zhí)�;果肉;紙制�;國防安全�

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