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標(biāo)題: 近紅外光譜儀的原理 [打印本頁(yè)]

作者: lai萊恩儀表 時(shí)間: 2025-3-13 14:35
標(biāo)題: 近紅外光譜儀的原理
近紅外光譜儀的原理主要基于物質(zhì)對(duì)近紅外光的吸收特性，以下是其原理的詳細(xì)解釋：

1.分子振動(dòng)與能級(jí)躍遷

-近紅外光譜主要是由于分子振動(dòng)的非諧振性使分子振動(dòng)從基態(tài)向高能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的。分子中的化學(xué)鍵（如C-H、O-H和N-H鍵等）在受到特定波長(zhǎng)的近紅外光照射時(shí)，會(huì)吸收光子的能量，導(dǎo)致分子振動(dòng)能級(jí)的躍遷。不同化學(xué)鍵或官能團(tuán)具有不同的振動(dòng)頻率，因此會(huì)吸收特定波長(zhǎng)的近紅外光，產(chǎn)生相應(yīng)的吸收峰。

2.測(cè)量方式

-透射模式：適用于清澈、透明的均勻液體樣品。光源發(fā)出的近紅外光透過(guò)樣品，部分光被樣品吸收，剩余的光被探測(cè)器檢測(cè)到。根據(jù)朗伯比爾定律，吸光度與光程及樣品濃度呈正比關(guān)系，通過(guò)測(cè)量吸光度可以計(jì)算出樣品中待測(cè)成分的濃度。

-漫反射模式：可用于粉、塊、片、絲等固體樣品，以及膏、糊等半固體樣品的測(cè)量。近紅外光照射到樣品上時(shí)，會(huì)發(fā)生漫反射和吸收現(xiàn)象。雖然漫反射光譜不符合朗伯比爾定律，但經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，漫反射的吸光度與濃度在一定條件下具有線性關(guān)系，因此可通過(guò)建立校正模型來(lái)定量分析樣品的成分。

-漫透射模式：常用于藥片、濾紙狀樣品、薄層狀樣品的近紅外光譜測(cè)量。入射光照射不太厚的固體樣品時(shí)，光在樣品內(nèi)部進(jìn)行透射和漫反射，最后透過(guò)樣品在光譜儀上記錄光譜，其光譜吸光度與組分濃度為線性關(guān)系。

-透反射模式：是在樣品溶液后方放置一塊反光鏡，入射光通過(guò)樣品后經(jīng)反射鏡反射后再次進(jìn)入樣品溶液，在入射光相同一側(cè)測(cè)定透反射光譜。該模式下光通過(guò)樣品二次，光程是普通透射光譜光程的二倍，其吸光度與濃度也為線性關(guān)系。

3.光譜數(shù)據(jù)處理與分析

-預(yù)處理：由于樣品的狀態(tài)、測(cè)量條件等因素可能會(huì)對(duì)光譜數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響，因此需要對(duì)原始光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，以消除噪聲、背景干擾等不利因素。常用的預(yù)處理方法包括平滑、基線校正、歸一化等。

-定性分析：通過(guò)比較樣品的近紅外光譜與已知物質(zhì)的光譜，可以確定樣品中是否含有某種特定的化學(xué)成分或官能團(tuán)。例如，如果一個(gè)樣品的近紅外光譜在某個(gè)特定的波長(zhǎng)處有明顯的吸收峰，且該吸收峰與某種已知物質(zhì)的特征吸收峰相匹配，那么就可以初步判斷該樣品中含有這種已知物質(zhì)。

-定量分析：利用化學(xué)計(jì)量學(xué)方法，如多元線性回歸、主成分分析、偏最小二乘回歸等，建立光譜數(shù)據(jù)與樣品中待測(cè)成分含量之間的定量關(guān)系模型。首先需要收集一定量有代表性的已知成分含量的樣品作為訓(xùn)練集，測(cè)量其近紅外光譜圖，并使用標(biāo)準(zhǔn)分析方法測(cè)定其參考數(shù)據(jù)。然后通過(guò)化學(xué)計(jì)量學(xué)方法對(duì)光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將其與參考數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，建立校正模型。在實(shí)際分析時(shí)，將待測(cè)樣品的光譜圖代入校正模型中，即可計(jì)算出樣品中待測(cè)成分的含量。

綜上所述，近紅外光譜儀憑借其獨(dú)特的原理，在多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，近紅外光譜儀將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，為人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)更多便利。

作者: 狐貍未成精 時(shí)間: 2025-3-23 00:04
這個(gè)觀點(diǎn)很有創(chuàng)意，我喜歡。

作者: 牙壓?jiǎn)⊙?nbsp; 時(shí)間: 2025-3-23 00:04
內(nèi)容詳實(shí)，條理清晰，值得細(xì)細(xì)品味。

作者: 星星眼 時(shí)間: 7 天前
我想補(bǔ)充一些額外的信息，希望對(duì)大家有幫助。

作者: 提米 時(shí)間: 昨天 21:54
感謝分享技術(shù)經(jīng)驗(yàn)

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