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（NIR光譜儀）是一種用于分析物質(zhì)成分和性質(zhì)的儀器，其工作原理基于近紅外光的吸收特性。以下是近紅外光譜分析儀的工作原理的詳細(xì)解釋：

• 近紅外光的特性：
  
  
  • 近紅外光波長(zhǎng)范圍通常在700納米到2500納米之間，處于可見光和中紅外光之間。
  • 物質(zhì)在這個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的化學(xué)鍵（如O-H、N-H、C-H等）會(huì)吸收特定波長(zhǎng)的光，因而產(chǎn)生獨(dú)特的光譜特征。
    
• 工作原理概述：
  
  
  • 光源：通常使用近紅外光源，如半導(dǎo)體激光二極管（LED）或者激光器，發(fā)射出近紅外光。
  • 樣品反射或透射：近紅外光照射到樣品表面或透過樣品，與樣品發(fā)生相互作用。
  • 檢測(cè)器：接收經(jīng)過樣品反射或透射后的光，并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
    
• 工作過程詳細(xì)解釋：
  
  
  • 光源發(fā)射：近紅外光源發(fā)射特定波長(zhǎng)的光，照射到待測(cè)樣品上。
  • 樣品交互作用：樣品中的分子與近紅外光發(fā)生吸收、反射或者透射。其中，主要是化學(xué)鍵振動(dòng)引起的光的吸收。
  • 光譜采集：檢測(cè)器接收經(jīng)過樣品后反射或透射的光，測(cè)量不同波長(zhǎng)的光強(qiáng)度。
  • 數(shù)據(jù)處理：通過對(duì)接收到的光強(qiáng)度進(jìn)行處理，得到一個(gè)光譜圖，即吸光度譜。這個(gè)譜圖反映了樣品中不同化學(xué)鍵的吸收情況。
    
• 數(shù)據(jù)分析：
  
  
  • 利用已知樣品的光譜庫(kù)或者標(biāo)準(zhǔn)光譜，將測(cè)得的光譜與標(biāo)準(zhǔn)譜進(jìn)行比對(duì)或者通過數(shù)學(xué)建模方法進(jìn)行分析，從而確定樣品的成分或性質(zhì)。
    

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在了解近紅外光譜分析儀的工作原理之前，需要明白其分析原理。近紅外光譜主要由分子振動(dòng)的非諧振性引起的高能級(jí)躍遷產(chǎn)生的，記錄的主要是含氫基團(tuán)X-H（X=C、N、O）振動(dòng)的倍頻和合頻吸收。不同化學(xué)鍵或同一化學(xué)鍵在不同環(huán)境中的吸收波長(zhǎng)和強(qiáng)度都有明顯差異，這使得NIR光譜能夠提供豐富的結(jié)構(gòu)和組成信息。

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