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近紅外光譜技術及其應用簡介
來源:http://www.rolypigusa.com/   作者:紫外可見分光光度計    更新日期:2016-09-28 08:46:34   
摘要:近紅外光譜技術及其應用簡介

近紅外光譜技術及其應用簡介

近紅外光譜技術( NIR)是一種高效快速的現代分析技術,它綜合運用了計算機技術、光譜技術和化學計量學等多個學科的最新研究成果,以其獨特的優勢在多個領域得到了日益廣泛的應用。並已逐漸得到大眾的普遍接受和官方的認可。
近紅外區域按ASTM定義是指波長在780-2526nm範圍內的電磁波,是人們最早發現的非可見光區域。由於物質在該譜區的倍頻和合頻吸收信號弱,譜帶重疊,解析複雜,受當時的技術水平限製,近紅外光譜“沉睡”了近一個半世紀。直到20世紀50年代,隨著商品化儀器的出現及Norris等人所做的大量工作,使得近紅外光譜技術曾經在農副產品分析中得到廣泛應用。到60年代中後期,隨著各種新的分析技術的出現,以及經典近紅外光譜分析技術暴露出的靈敏度低、抗幹擾性差的弱點,使人們淡漠了該技術在分析測試中的應用,從此,近紅外光譜進入了一個沉默的時期。80年代後期,隨著計算機技術的迅速發展,帶動了分析儀器的數字化和化學計量學的發展,通過化學計量學方法在解決光譜信息提取和背景幹擾方麵取得的良好效果,加之近紅外光譜在測樣技術上所獨有的特點,使人們重新認識了近紅外光譜的價值,近紅外光譜在各領域中的應用研究陸續展開。進入90年代,近紅外光譜在工業領域中的應用全麵展開,有關近紅外光譜的研究及應用文獻幾乎呈指數增長,成為發展最快、最引人注目的一門獨立的分析技術。由於近紅外光在常規光纖中具有良好的傳輸特性,使近紅外光譜在在線分析領域也得到了很應用,並取得良好的社會效益和經濟效益,從此近紅外光譜技術進入一個快速發展的新時期。
近紅外光譜主要是由於分子振動的非諧振性使分子振動從基態向高能級躍遷時產生的,記錄的主要是含氫基團C-H、O-H、N-H、S-H、P-H等振動的倍頻和合頻吸收。不同基團(如甲基、亞甲基、苯環等)或同一基團在不同化學環境中的近紅外吸收波長與強度都有明顯差別。所以近紅外光譜具有豐富的結構和組成信息,非常適合用於碳氫有機物質的組成性質測量。
近紅外光譜儀器有多種分類形式。從使用的光源看,既有發出寬譜帶鹵鎢光源的儀器,也有采用多個產生窄譜帶發光二極管組合作光源構成的儀器;從樣品光譜信息的獲得看,有簡單的在一個或幾個波長下測定的專用型濾光片型儀器,也有在近紅外波長範圍內測定全譜信息的研究型儀器;從光譜測定的波長範圍看,由於采用不同檢測器和分光器件,有的專用於短波近紅外區域,有的則適合用於長波近紅外區域;從檢測器對分析光的響應看,有單通和多通道兩種類型,多通道型又有采用CCD(電荷耦合器件)和PDA(二極管陣列器件)的近紅外光譜儀;從儀器的分光器件看,可分為4種主要類型:濾光片、光柵分光、傅立葉變換(邁克爾遜幹涉儀)和聲光調製濾光器。但是,近紅外光譜儀器不管按何種方式設計,一般由光源、分光係統、載樣器件、檢測器和數據處理以及記錄儀(或打印機)等幾部分構成。
近紅外光譜分析技術諸多優點決定了它應用領域的廣闊,使其在國民經濟發展的許多行業中都能發揮積極作用,並逐漸扮演著不可或缺的角色。

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