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近紅外光譜分析儀的基本原理和應用領域

更新時間:2025-03-18      點擊次數:370
 近紅外分析儀(NIR分析儀)是一種基于近紅外光譜技術的分析儀器,主要用于快速、無損地檢測物質的化學成分和物理特性。其技術原理主要包括以下幾個方面:

1. 近紅外光譜的基本原理

近紅外光譜是指波長范圍在780 nm至2500 nm(波數范圍約為12800 cm?¹至4000 cm?¹)的電磁波。近紅外光與物質相互作用時,主要激發分子中的含氫基團(如C-H、O-H、N-H等)的振動能級躍遷,產生吸收光譜。這些吸收光譜與物質的化學結構密切相關,因此可以通過分析光譜來推斷物質的成分和性質。

2. 光譜采集

近紅外分析儀通過光源(通常是鹵素燈或LED)發射近紅外光,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器(如InGaAs檢測器)捕獲,形成光譜信號。根據樣品的狀態(固體、液體或粉末),可以選擇透射、反射或漫反射等不同的測量模式。

3. 化學計量學與建模

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計量學方法(如多元線性回歸、主成分分析、偏最小二乘法等)對光譜數據進行處理和分析。通過建立光譜與目標性質(如水分、蛋白質、脂肪含量等)之間的數學模型,儀器可以快速預測未知樣品的成分。

4. 無損檢測

近紅外分析儀的最大優勢在于其無損檢測能力。樣品無需預處理,可以直接測量,適用于在線檢測和實時監控,廣泛應用于農業、食品、制藥、化工等領域。

5. 儀器組成

近紅外分析儀通常由以下幾個部分組成:

  • 光源:發射近紅外光。
  • 樣品池:放置樣品的區域,可以是透射池、反射池或漫反射池。
  • 分光系統:將復合光分解為單色光,常見的有光柵、傅里葉變換等分光技術。
  • 檢測器:將光信號轉換為電信號。
  • 數據處理系統:對光譜數據進行處理和分析,輸出結果。

6. 應用領域

近紅外分析儀廣泛應用于:

  • 農業:檢測谷物、飼料的水分、蛋白質、脂肪等。
  • 食品工業:分析食品的營養成分、品質等。
  • 制藥:藥物成分的快速檢測和質量控制。
  • 化工:原材料和產品的成分分析。

SupNIR-3000系列實驗室近紅外分析儀

總結

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,結合化學計量學方法,實現對物質成分和性質的快速、無損檢測。其核心在于光譜采集、數據處理和模型建立,具有高效、便捷、非破壞性等優點,廣泛應用于多個行業。

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