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近紅外光譜分析儀的基本原理和應(yīng)用領(lǐng)域

更新時(shí)間:2025-03-18      點(diǎn)擊次數(shù):255
 近紅外分析儀(NIR分析儀)是一種基于近紅外光譜技術(shù)的分析儀器,主要用于快速、無損地檢測(cè)物質(zhì)的化學(xué)成分和物理特性。其技術(shù)原理主要包括以下幾個(gè)方面:

1. 近紅外光譜的基本原理

近紅外光譜是指波長(zhǎng)范圍在780 nm至2500 nm(波數(shù)范圍約為12800 cm?¹至4000 cm?¹)的電磁波。近紅外光與物質(zhì)相互作用時(shí),主要激發(fā)分子中的含氫基團(tuán)(如C-H、O-H、N-H等)的振動(dòng)能級(jí)躍遷,產(chǎn)生吸收光譜。這些吸收光譜與物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)密切相關(guān),因此可以通過分析光譜來推斷物質(zhì)的成分和性質(zhì)。

2. 光譜采集

近紅外分析儀通過光源(通常是鹵素?zé)艋騆ED)發(fā)射近紅外光,照射到樣品上。樣品吸收部分光能后,透射或反射的光被檢測(cè)器(如InGaAs檢測(cè)器)捕獲,形成光譜信號(hào)。根據(jù)樣品的狀態(tài)(固體、液體或粉末),可以選擇透射、反射或漫反射等不同的測(cè)量模式。

3. 化學(xué)計(jì)量學(xué)與建模

近紅外光譜通常包含大量重疊的吸收峰,直接解析較為困難。因此,近紅外分析儀依賴化學(xué)計(jì)量學(xué)方法(如多元線性回歸、主成分分析、偏最小二乘法等)對(duì)光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。通過建立光譜與目標(biāo)性質(zhì)(如水分、蛋白質(zhì)、脂肪含量等)之間的數(shù)學(xué)模型,儀器可以快速預(yù)測(cè)未知樣品的成分。

4. 無損檢測(cè)

近紅外分析儀的最大優(yōu)勢(shì)在于其無損檢測(cè)能力。樣品無需預(yù)處理,可以直接測(cè)量,適用于在線檢測(cè)和實(shí)時(shí)監(jiān)控,廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、食品、制藥、化工等領(lǐng)域。

5. 儀器組成

近紅外分析儀通常由以下幾個(gè)部分組成:

  • 光源:發(fā)射近紅外光。
  • 樣品池:放置樣品的區(qū)域,可以是透射池、反射池或漫反射池。
  • 分光系統(tǒng):將復(fù)合光分解為單色光,常見的有光柵、傅里葉變換等分光技術(shù)。
  • 檢測(cè)器:將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
  • 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng):對(duì)光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,輸出結(jié)果。

6. 應(yīng)用領(lǐng)域

近紅外分析儀廣泛應(yīng)用于:

  • 農(nóng)業(yè):檢測(cè)谷物、飼料的水分、蛋白質(zhì)、脂肪等。
  • 食品工業(yè):分析食品的營(yíng)養(yǎng)成分、品質(zhì)等。
  • 制藥:藥物成分的快速檢測(cè)和質(zhì)量控制。
  • 化工:原材料和產(chǎn)品的成分分析。

SupNIR-3000系列實(shí)驗(yàn)室近紅外分析儀

總結(jié)

北京吉天儀器有限公司銷售的近紅外分析儀通過近紅外光譜技術(shù),結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)方法,實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)成分和性質(zhì)的快速、無損檢測(cè)。其核心在于光譜采集、數(shù)據(jù)處理和模型建立,具有高效、便捷、非破壞性等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)。

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