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教你在種類(lèi)繁多的近紅外光譜儀中間挑選適合自己的
由于近紅外光在常規(guī)光纖中有良好的傳輸特性，且其儀器較簡(jiǎn)單、分析速度快、非破壞性和樣品制備量小、幾乎適合各類(lèi)樣品(液體、粘稠體、涂層、粉末和固體)分析、多組分多通道同時(shí)測(cè)定等特點(diǎn)，成為在線(xiàn)分析儀表中的一枝奇葩。
從儀器獲得的光譜信息來(lái)看，有只測(cè)定幾個(gè)波長(zhǎng)的專(zhuān)用儀器，也有可以測(cè)定整個(gè)近紅外譜區(qū)的研究型儀器；有的專(zhuān)用于測(cè)定短波段的近紅外光譜，也有的適用于測(cè)定長(zhǎng)波段的近紅外光譜。較為常用的分類(lèi)模式是依據(jù)儀器的分光形式進(jìn)行的分類(lèi)，可分為濾光片型、色散型(光柵、棱鏡)、傅里葉變換型等類(lèi)型。
濾光片型近紅外光譜儀器以濾光片作為分光系統(tǒng)，即采用濾光片作為單色光器件。濾光片型近紅外光譜儀器可分為固定式濾光片和可調(diào)式濾光片兩種形式，其中固定濾光片型的儀器是近紅外光譜儀最早的設(shè)計(jì)形式。儀器工作時(shí)，由光源發(fā)出的光通過(guò)濾光片后得到一定寬帶的單色光，與樣品作用后到觸達(dá)檢測(cè)器。
該類(lèi)型儀器優(yōu)點(diǎn)
儀器的體積小，可以作為專(zhuān)用的便攜儀器；制造成本低，適于大面積推廣。
該類(lèi)型儀器缺點(diǎn)
單色光的譜帶較寬，波長(zhǎng)分辨率差；對(duì)溫濕度較為敏感；得不到連續(xù)光譜；不能對(duì)譜圖進(jìn)行預(yù)處理，得到的信息量少。故只能作為較低檔的專(zhuān)用儀器。
色散型近紅外光譜儀
色散型近紅外光譜儀器的分光元件可以是棱鏡或光柵。為獲得較高分辨率，現(xiàn)代色散型儀器中多采用全息光柵作為分光元件，掃描型儀器通過(guò)光柵的轉(zhuǎn)動(dòng)，使單色光按照波長(zhǎng)的高低依次通過(guò)樣品，進(jìn)入檢測(cè)器檢測(cè)。根據(jù)樣品的物態(tài)特性，可以選擇不同的樣品檢測(cè)器元件進(jìn)行投射或反射分析。
該類(lèi)型儀器的優(yōu)點(diǎn)
使用掃描型近紅外光譜儀可對(duì)樣品進(jìn)行全譜掃描，掃描的重復(fù)性和分辨率較濾光片型儀器有很大程度的提高，個(gè)別的色散型近紅外光譜儀還可以作為研究級(jí)儀器使用。
化學(xué)計(jì)量學(xué)在近紅外中的應(yīng)用是現(xiàn)代近紅外分析的特征之一。采用全譜分析，可以從近紅外譜圖中提取大量的有用信息；通過(guò)合理的計(jì)量學(xué)方法將光譜數(shù)據(jù)與訓(xùn)練集樣品的性質(zhì)(組成、特性數(shù)據(jù))相關(guān)聯(lián)可得到相應(yīng)的校正模型；進(jìn)而預(yù)測(cè)未知樣品的性質(zhì)。
該類(lèi)型儀器的缺點(diǎn)
光柵或反光鏡的機(jī)械軸承長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用容易磨損，影響波長(zhǎng)的精度和重現(xiàn)性；由于機(jī)械部件較多，儀器的抗震性能較差；圖譜容易受到雜散光的干擾；掃描速度較慢，擴(kuò)展性能差。由于使用外部標(biāo)準(zhǔn)樣品校正儀器，其分辨率、信噪比等指標(biāo)雖然比濾光片型儀器有了很大的提高，但與傅里葉型儀器相比仍有質(zhì)的區(qū)別。
傅里葉變換型近紅外光譜儀器
傅里葉變換近紅外分光光度計(jì)簡(jiǎn)稱(chēng)為傅里葉變換光譜儀，它利用干涉圖與光譜圖之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)測(cè)量干涉圖并對(duì)干涉圖進(jìn)行傅里葉積分變換的方法來(lái)測(cè)定和研究近紅外光譜。
其基本組成包括五部分
分析光發(fā)生系統(tǒng)，由光源、分束器、樣品等組成，用以產(chǎn)生負(fù)載了樣品信息的分析光；
以傳統(tǒng)的麥克爾遜干涉儀為代表的干涉儀，以及以后的各類(lèi)改進(jìn)型干涉儀，其作用是使光源發(fā)出的光分為兩束后，造成一定的光程差，用以產(chǎn)生空間(時(shí)間)域中表達(dá)的分析光，即干涉光；
檢測(cè)器，用以檢測(cè)干涉光；
采樣系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器把檢測(cè)器檢測(cè)到的干涉光數(shù)字化，并導(dǎo)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和顯示器，將樣品干涉光函數(shù)和光源干涉光函數(shù)分別經(jīng)傅里葉變換為強(qiáng)度頻率分布圖，二者的比值即樣品的近紅外圖譜，并在顯示器中顯示。