近紅外光譜分析儀工作原理是什么

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　　近紅外光譜分析儀的工作原理基于近紅外光與物質(zhì)分子的相互作用，具體如下：

　　一、近紅外光的特性
　　近紅外光（Near - Infrared，NIR）是指波長(zhǎng)范圍在780 - 2526nm的電磁波。這個(gè)波段的光與可見(jiàn)光相比，能量較低，但具有獨(dú)特的吸收和散射特性，與分子中的化學(xué)鍵振動(dòng)有關(guān)。

　　二、分子振動(dòng)與近紅外光的吸收
　　1.化學(xué)鍵振動(dòng)
　　（1）在分子中，原子之間通過(guò)化學(xué)鍵相連。這些化學(xué)鍵在常溫下會(huì)發(fā)生振動(dòng)，包括伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng)等。例如，在有機(jī)化合物中常見(jiàn)的C - H、N - H、O - H等化學(xué)鍵的振動(dòng)。
　　（2）當(dāng)分子中的化學(xué)鍵振動(dòng)時(shí)，會(huì)在特定的頻率下吸收能量。近紅外光所對(duì)應(yīng)的能量正好可以激發(fā)這些化學(xué)鍵的倍頻和合頻振動(dòng)。
　　（3）以C - H鍵為例，在近紅外區(qū)域，C - H鍵的伸縮振動(dòng)的倍頻和合頻吸收會(huì)產(chǎn)生一系列的吸收峰。這些吸收峰的位置和強(qiáng)度與C - H鍵所處的化學(xué)環(huán)境（如周?chē)拥姆N類(lèi)、化學(xué)鍵的連接方式等）有關(guān)。

　　2.吸收光譜的形成
　　（1）當(dāng)近紅外光照射到樣品上時(shí)，樣品中的分子會(huì)吸收特定波長(zhǎng)的近紅外光，使得透過(guò)樣品后的近紅外光在某些波長(zhǎng)處強(qiáng)度減弱。
　　（2）根據(jù)朗伯 - 比爾定律（Lambert - Beer's law），吸光度A與樣品濃度c、光程長(zhǎng)度l以及摩爾吸光系數(shù)ε有關(guān)，即A = εcl。通過(guò)測(cè)量不同波長(zhǎng)下近紅外光的吸光度，就可以得到樣品的近紅外吸收光譜。

　　三、近紅外光譜分析儀的工作流程
　　1.光源發(fā)射：
　　（1）近紅外光譜分析儀中的光源（通常為鹵鎢燈等寬波段光源）發(fā)射出近紅外光。這些光經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直透鏡等光學(xué)元件，形成平行光束，以確保光線均勻地照射到樣品上。
　　2.樣品照射與光信號(hào)采集：
　　（1）平行光束照射到樣品上，樣品對(duì)近紅外光進(jìn)行吸收和散射后，剩余的光被探測(cè)器接收。探測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
　　（2）對(duì)于不同的樣品類(lèi)型（如固體、液體、氣體），需要采用不同的樣品池或采樣方式。例如，對(duì)于液體樣品，可以采用透明的玻璃或石英比色皿；對(duì)于固體樣品，可能需要采用漫反射附件等。
　　3.光譜數(shù)據(jù)處理：
　　（1）采集到的電信號(hào)經(jīng)過(guò)放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等處理后，得到樣品的近紅外光譜數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)通常以吸光度或透過(guò)率隨波長(zhǎng)變化的曲線形式表示。
　　（2）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)行處理和分析。化學(xué)計(jì)量學(xué)方法包括多元線性回歸（MLR）、主成分回歸（PCR）、偏最小二乘法（PLS）等。
　　（3）這些方法的目的是建立光譜數(shù)據(jù)與樣品的組成、性質(zhì)（如濃度、物理化學(xué)性質(zhì)等）之間的關(guān)系模型。通過(guò)將未知樣品的光譜數(shù)據(jù)代入已建立的模型中，就可以預(yù)測(cè)樣品的相關(guān)性質(zhì)或組成成分。

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