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近紅外光譜儀
閱讀�12763�(shí)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)�(huì)(ASTM)將近紅外光�區(qū)定義�780-2526nm的區(qū)域,是人�?cè)谖展庾V中發(fā)�(xiàn)的�(gè)非可見光區(qū)。近紅外光譜儀使用�(shù)�(xué)上的傅里葉變�,將頻率域的信息�(zhuǎn)換為波長域的信息,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�(gè)�(fā)展階段:

  �(tái)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(yù)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�(gè)波長下測定(非連續(xù)波長�,靈活性差,而且波長�(wěn)定性、重�(xiàn)性差,如樣品的基體發(fā)生變化,往往�(huì)引起較大的丈量誤�!“濾光片”被稱為代分光技�(shù)�

  70年代中期�80年代,光柵掃描分光系�(tǒng)開始�(yīng)�,但存在以下不足:掃描速度�、波長重�(xiàn)性差,內(nèi)部移�(dòng)部件�。此類儀器的弱點(diǎn)是光柵或反光鏡的�(jī)械軸長時(shí)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�(shù)�

  80年代中后期至90年代中前�,應(yīng)用“傅立葉變換”分光系�(tǒng),但是由于干涉計(jì)中動(dòng)鏡的存在,儀器的在線可靠性受到限制,特別是對(duì)儀器的使用和放置環(huán)境有�(yán)格要�,比如室溫、濕�、雜散光、震�(dòng)�?!案盗⑷~變換”被稱為第三代分光技�(shù)�

  90年代中期,開始有了應(yīng)用二極管陣列技�(shù)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(jí)和四�(jí)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。“二極管陣列”被稱為第四代分光技�(shù)�

  90年代末,來自航天技�(shù)的“聲光可�(diào)濾光器”(縮寫為AOTF)技�(shù)的問�,被以為是�90年代近紅外光譜儀最突出的�(jìn)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(diào)制即通過超聲射頻的變化實(shí)�(xiàn)光譜掃描,光�(xué)系統(tǒng)無移�(dòng)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�(yīng)用具有更大的靈活�,尤其是外部防塵和內(nèi)置的�、濕度集成控制裝�,大大�(jìn)步了儀器的�(huán)境適�(yīng)�,加之全固態(tài)集成�(shè)�(jì)�(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�(yīng)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、光柵色散、快速傅立葉變換、聲光可�(diào)濾光器和陣列檢測五種類型�

  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(fù)雜體系的樣品�

  光柵掃描式具有較高的信噪比和分辨率。由于儀器中的可�(dòng)部件(如光柵軸)在連續(xù)高強(qiáng)度的�(yùn)行中可能存在磨損問題,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(diǎn)同樣是干涉儀中存在移�(dòng)性部�,且需要較�(yán)格的工作�(huán)境�

  聲光可調(diào)濾光器是采用雙折射晶�,通過改變射頻頻率來調(diào)節(jié)掃描的波長,整�(gè)儀器系�(tǒng)無移�(dòng)部件,掃描速度�。但目前這類儀器的分辨率相�(duì)較低,價(jià)格也較高�

  隨著陣列檢測器件生產(chǎn)技�(shù)的日趨成熟,采用固定光路、光柵分�、陣列檢測器�(gòu)成的NIR儀�,以其性能�(wěn)�、掃描速度�、分辨率�、信噪比高以及性能�(jià)格比好等特點(diǎn)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(diǎn)

  1.無破壞�

  2.在線檢測

  3.測定速度�

  4.多組分同�(shí)檢測

  5.無前處理、無污染、方便快�

  6.投資及操作費(fèi)用低

操作步驟

  近紅外光譜儀的操作步驟如下:

  �1)將煙葉樣品全部�(jīng)60目旋�(fēng)磨處�,待測:

  �2)開�(jī)(要求在18�24℃范圍內(nèi)啟動(dòng)�,持�(xù)�(yù)�1.5小時(shí)�

 ?�?)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(shí)可適�(dāng)放寬要求�

  �4)用燒杯量取待測樣品�75ml(僅�(duì)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��

 ?�?)將樣品杯放入樣品室,開始掃��

 ?�?)掃描結(jié)束后,取出樣品杯,清掃樣��

 ?�?)重新裝樣,�(jìn)行第二�(gè)樣品的掃��

 ?�?)樣品全部掃描結(jié)束后,分析結(jié)��

�(yīng)用領(lǐng)�

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

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