近红外光谱分析仪的组成
红外光谱仪组成
红外光谱仪是一种用于分析和测量物质在红外光谱范围内的吸收、散射、透射等光谱信息的仪器。
它主要由以下几个组成部分组成：
1. 光源：红外光谱仪通常使用的光源是红外线辐射源，常见的有热
辐射源（如灯丝）、红外激光等。
光源的选择取决于所需的波长范围和应用要求。
2. 光学系统：光学系统用于控制和引导光线，包括准直器、透镜、
光栅等。
准直器用于使光线平行，透镜用于聚焦和调整光线，光栅用于分散光谱。
3. 样品室：样品室是放置样品的区域，通常由透明的窗口和可调节
的样品支架组成。
样品室的设计旨在最大限度地减少干扰和背景信号。
4. 探测器：探测器用于测量样品光谱的强度，常见的红外探测器包
括半导体探测器（如铟锗探测器、硅探测器）和光电倍增管。
不同类型的探测器适用于不同的红外波长范围。
5. 信号处理系统：信号处理系统用于接收和处理探测器输出的光信号。
它包括放大器、滤波器、放大器等，用于增强和调节光信号的强度和质量。
6. 数据显示和记录系统：红外光谱仪通常配备了数据显示和记录系统，用于显示和记录样品的光谱数据。
这些系统可以是计算机软件、显示屏、打印机等。
以上是典型红外光谱仪的主要组成部分，不同型号和应用的红外光谱仪可能会有一些变化和附加功能。
红外光谱仪的设计和组成旨在提供
准确、可靠的光谱测量和分析能力，以满足科学研究、工业应用和医学诊断等领域的需求。
近红外光谱分析仪的组成
近红外光谱分析仪的组成近红外光谱仪器从分光系统可分为固定波长滤光片、光栅色散、快速傅立叶变换、声光可调滤光器和阵列检测五种类型。
滤光片型主要作专用分析仪器，如粮食水分测定仪。
由于滤光片数量有限，很难分析复杂体系的样品。
光栅扫描式具有较高的信噪比和分辨率。
由于仪器中的可动部件（如光栅轴）在连续高强度的运行中可能存在磨损问题，从而影响光谱采集的可靠性，不太适合于在线分析。
傅立叶变换近红外光谱仪是具有较高的分辨率和扫描速度，这类仪器的弱点同样是干涉仪中存在移动性部件，且需要较严格的工作环境。
声光可调滤光器是采用双折射晶体，通过改变射频频率来调节扫描的波长，整个仪器系统无移动部件，扫描速度快。
但目前这类仪器的分辨率相对较低，价格也较高。
随着阵列检测器件生产技术的日趋成熟，采用固定光路、光栅分光、阵列检测器构成的NIR仪器，以其性能稳定、扫描速度快、分辨率高、信噪比高以及性能价格比好等特点正越来越引起人们的重视。
在与固定光路相匹配的阵列检测器中，常用的有电荷耦合器件（CCD）和二极管阵列（PDA）两种类型，其中Si 基CCD多用于近红外短波区域的光谱仪，InGaAs基PDA检测器则用于长波近红外区域。
近红外光谱仪器的主要性能指标在近红外光谱仪器的选型或使用过程中，考虑仪器的哪些指标来满足分析的使用要求，这是分析工作者需要考虑的问题。
对一台近红外光谱仪器进行评价时，必须要了解仪器的主要性能指标，下面就简单做一下介绍。
1、仪器的波长范围对任何一台特定的近红外光谱仪器，都有其有效的光谱范围，光谱范围主要取决于仪器的光路设计、检测器的类型以及光源。
近红外光谱仪器的波长范围通常分两段，700～1100nm的短波近红外光谱区域和1100～2500nm的长波近红外光谱区域。
2、光谱的分辨率光谱的分辨率主要取决于光谱仪器的分光系统，对用多通道检测器的仪器，还与仪器的像素有关。
分光系统的光谱带宽越窄，其分辨率越高，对光栅分光仪器而言，分辨率的大小还与狭缝的设计有关。
红外光谱仪的组成部件及作用
红外光谱仪的组成部件及作用
红外光谱仪是一种用于测量红外光的仪器，广泛应用于化学、物理、生物、医药等领域。
它主要由以下几个部件组成：
1.光源系统：红外光谱仪的光源系统主要是用来提供红外光，以照射样品并产生光谱。
通常使用的光源有气体放电灯、激光等。
2.样品室：样品室是放置样品的区域，它需要保持干净、干燥，并且具有可重复使用的能力。
样品可以是固体、液体或气体，其大小和形状应适应样品室的大小和形状。
3.光谱仪：光谱仪是红外光谱仪的核心部分，它可以将光源发出的红外光照射到样品上，并将样品产生的光谱收集起来。
光谱仪通常由光栅、反射镜、狭缝等组成。
4.检测器：检测器是用来检测样品产生的光谱并将其转化为电信号的装置。
通常使用的检测器有光电倍增管、热电偶等。
5.数据处理系统：数据处理系统是用来处理检测器检测到的电信号并将其转化为光谱数据的系统。
它通常包括放大器、滤波器、ADC （模数转换器）等。
6.真空系统：真空系统是用来保持样品室内的真空度的系统。
在红外光谱仪中，为了避免样品受到空气的影响，通常需要将样品室抽成真空。
7.控制系统：控制系统是用来控制红外光谱仪各个部件的操作和工作的系统。
它通常包括计算机、控制器、执行器等。
8.计算机系统：计算机系统是用来控制红外光谱仪的工作和数据
处理的系统。
它通常包括计算机硬件、软件等。
以上是红外光谱仪的主要组成部件及其作用。
这些部件协同工作，使得红外光谱仪能够测量样品的红外光谱并进行分析。
红外光谱仪器基本构成
红外光谱仪器基本构成光谱仪主机是红外光谱仪的核心部件，是所有系统的控制和操作中心，它主要负责控制光谱仪的各项动作，并根据参数和系统要求将采集的数据进行处理及显示。
常用的光谱仪主机包括单片机、微处理机和智能微机等。
2、光源：光源是红外光谱仪的关键部件，是实现光谱分析的前提。
常用的光源有探测管光源、紫外灯光源、氙灯光源、熔池光源和太阳光源等。
3、光谱管：光谱管是红外光谱仪器的重要部件，它是将不同频率的光谱信号分辨并传递到光谱仪主机中。
常用的光谱管包括洋地黄管、碲酸钠管、芬兰汞钠管、铅汞管和英特尔玉髓等。
4、检测器：检测器是红外光谱仪的关键部件之一，它是接收、检测和测量被测样本的红外光谱信号。
检测器包括热电堆检测器、高频放大器检测器、微波振荡器检测器、外差池检测器和外差管检测器等。
5、光衰减器：光衰减器是控制光源光强度的重要组件，根据光谱仪主机的控制，可以控制光源的输出功率，以保证检测器和检测系统的正常工作。
常用的光衰减器有滤光板、ND滤光片、滤光片组等。
6、适配器：适配器是红外光谱仪的一个重要组件，主要用于联结光谱管、检测器和光源等其他部件，使他们能通过光谱仪主机实现正常工作，常用的适配器有电子偏振器、可调电阻器、滤光板、检测器电源和适配器等。
7、热稳定器：热稳定器是用于维持外接光谱检测器以及其他相应光学系统热稳定的必要设备，其主要功能是控制光谱仪内部温度。
常用的热稳定器有恒温器、恒温风机和恒温泵等。
8、数据处理器：数据处理器是红外光谱仪的重要组件，其主要功能是对红外光谱信号进行采集、处理和显示。
数据处理器可以采用软件实现，也可以采用硬件实现，常用的数据处理器有PC机、DSP处理器和单片机等。
9、软件：软件是红外光谱系统的重要部件，提供系统的控制和操作，软件可以根据用户的需要进行定制，常用的软件有操作系统、报表系统、数据库系统、CAD系统和光谱分析软件等。
近红外光谱分析原理
近红外光谱分析原理近红外光谱分析是一种常用的无损检测技术，通过测量样品在近红外光波段的吸收和反射特性，来分析和鉴定物质的成分和性质。
本文将详细介绍近红外光谱分析的原理及其应用。
一、原理概述近红外光波长范围通常被定义为从780纳米到2500纳米，相对于可见光波长而言，在这一范围内物质对光的吸收较小。
近红外光谱分析利用了样品在这一波长范围内的吸收特性，通过测量样品对不同波长光的吸收程度来确定样品的成分和性质。
二、光谱仪构成近红外光谱仪通常由光源、样品接口、分光器、检测器和数据处理系统等组成。
光源产生近红外光，样品接口将光传递到样品上，并接收样品反射或透射的光信号。
分光器将光信号按照波长进行分离，并送入检测器进行信号检测。
最后，数据处理系统对检测到的光谱信号进行处理和分析。
三、样品制备近红外光谱分析的样品制备通常较为简单，大部分样品可以直接使用而无需特殊处理。
对于液体样品，可以直接放入透明的试剂盒或玻璃杯中进行测量；对于固体样品，通常需研磨成粉末或制备成透明的薄片，以确保光线可以透过样品进行测量。
四、光谱采集与分析光谱采集是近红外光谱分析的核心步骤，通过扫描一定波长范围内的光信号，得到样品在每个波长下的吸收光谱。
光谱分析可以通过两种方式进行：定性分析和定量分析。
定性分析通过与已知光谱库进行比对，判断样品的成分和特征。
光谱库中包含了不同物质的已知光谱特征，在采集到的光谱与光谱库进行匹配后，可以确定样品中是否含有特定物质。
定量分析则是通过建立样品的光谱特征与样品成分之间的数学模型，来估计或测定样品中的化学成分含量。
通常使用统计学方法和化学计量学模型进行定量分析。
五、应用领域近红外光谱分析在许多领域中得到广泛的应用。
例如，在农业中，可以通过近红外光谱分析检测农产品中的水分、蛋白质、糖分等成分，用于判断产品的质量和品种；在药品制造中，可以利用近红外光谱分析检测药品中的有效成分含量，用于质量控制；在环境监测中，可以通过近红外光谱分析检测土壤和水体中的污染物含量，用于环境保护等。
DA7200连续光谱近红外分析仪
DA7200连续光谱近红外分析仪瑞典波通仪器公司DA7200 主要组成移动存储器, 网卡, 通讯接口汞灯光导纤维分光系统基线校准板电脑硬盘 MIB board电机, 光源, 参考系统旋转托盘电源系统概述– TFT彩色触摸显示屏–方便的Simplicity XP应用软件，用于分析、数据收集和检测。
–模块化铟镓砷二极管阵列检测系统–分析时间1-5秒–旋转式检测盘非接触式测量，特别适合不均匀样品的检测（如颗粒度不均匀的样品）–样品形式灵活，可检测粉状、膏状、液体、固体的样品，更换样品不需要****。
样品量为1~400克–附带USB 和网卡彩色触摸式，虚拟键盘操作，可外接鼠标和键盘。
可外接键盘和鼠标虚拟键盘紧密模块化铟镓砷二极管阵列检测系统通过数据并行处理，实时得到连续光谱图液体的检测液体的检测自动进样自动出样，无须洗涤测定样品时间40-60秒，包括换样时间仪器分光系统DA7200光学系统特点? 波长的稳定性? 线性光源汞灯内置于检测器随时校准波长准确性 ? 自动基线校准，发现漂移自动调整? 双光束自动补偿系统? 卤钨灯与汞灯同时工作，反射信号一齐进入检测系统以消除背景，实现双光束补偿 ? 可消除室内光线的影响测量原理DA 7200测试时，样品直接由高强度、宽波带的白光进行照射。
从样品漫反射出的测量光透过光学窗口并入射到光纤传感器上。
反射光与内部汞灯光源的参考信号同时通过光纤到达静态衍射光栅，通过光栅分光后传递到二极管阵列检测器上。
获得的所有光谱信号照射到按照固定波长排列的一系列光电二极管传感单元上。
每一个二极管传感单元对应特定波长上的信号，从而实现连续光谱信号的同步收集。
测量原理1/3－参考光路测量原理2/3－检测器汞灯光源光导纤维，固定全息光栅和二极管检测器测量原理3/3－光导纤维光纤孔及光学窗口二极管阵列检测器－瞬时多波长检测－自动波长准确性检查并自动校准不同样品盘切换旋转托盘只有旋转才能更好地消除样品的不均匀性，检测更有代表性通讯端口10/100兆网卡, USB 1.1接口显示接口附带USB128兆优盘和10/100兆网卡。
红外光谱仪的内部结构
红外光谱仪的内部结构
红外光谱仪通常由以下几个主要部分组成：
1. 光源：用于产生红外辐射的光源。
常用的光源包括黑体辐射源、钨灯和高频驱动的红外激光器等。
2. 光路系统：用于引导光线进入和离开光谱仪的光学组件。
光线从光源经过反射镜、透镜、棱镜等光学元件，最终聚焦在样品上，然后再经过一系列光学元件被引导至检测器。
3. 样品室：用于容纳待测样品的空间。
样品室通常由一个透明的窗口和适当的样品支架组成，以保证样品能够与光线有效地相互作用。
4. 检测器：用于测量样品吸收、散射或反射红外辐射的器件。
最常用的检测器是红外光谱仪常见的光电探测器，如热电偶探测器（Thermocouple Detector，TCD）、铟锑(Indium Antimonide,InSb)、碲镉汞(Tellurium Cadmium Mercury,TCD)
和硅(PIN)探测器等。
5. 数据采集与处理系统：用于采集、处理和分析检测器所测量到的信号。
这部分系统通常由一台计算机和相应的数据采集卡、信号放大器、滤波器、放大器、数模转换器等组成。
这些部分在一个封闭的外壳中进行组装，以保障光路系统的稳定性和免受外界干扰。
整个仪器的内部结构精密而复杂，旨在确保准确的光学测量和信号处理。
近红外光谱分析仪
图2 滤光片近红外光谱分析仪光路图近红外光谱分析仪现代近红外光谱分析技术始于上世纪80年代末，90年代初，至今已有20余年的快速发展，该分析技术日臻成熟，已经在各个领域中发挥了巨大作用。
近红外光谱分析技术具有分析速度快、同时测量多种性质、测量精度高、操作简单、仪器种类多的特点，适合化验室、在线和现场便携等使用。
近红外光谱测量方式可归结为：透射，漫反射和衰减全反射，如图1所示。
（a ）透射 （b ）漫反射 （c ）ATR图1 近红外光谱测量方式1 常见近红外分析仪器产品种类近红外分析仪器是光谱仪器，在结构上，与紫外-可见分光光度计、红外光谱仪类似，具有光源、分光、检测和电路控制等单元。
根据分光方式，近红外光谱仪器可划分为滤光片近红外分析仪、光电发光二极管近红外分析仪、光栅扫描近红外光谱仪、傅里叶近红外光谱仪、阵列检测近红外光谱仪、声光过滤调制近红外光谱仪和MEMS 近红外光谱仪。
按照仪器用途和功能，近红外光谱仪器可分为便携近红外分析仪、实验室台式近红外光谱仪、在线近红外光谱仪以及专用分析仪。
这些光谱仪器的分光原理和功能具有显著不同，在结构、性能和用途上差别很大。
1.1 滤光片近红外分析仪光源发出的复合光中部分窄波段光通过滤光片。
不同的滤光片可提供系列窄波段，通常多达8~9种滤光片。
这类仪器结构相对简单（如图2所示），成本低，适合用于便携和专用分析仪。
虽然光谱分辨率低，但对很多应用如水分分析等，可以满足常规分析要求。
如同其他类型的近红外光谱仪，这类仪器对温度要求也非常苛刻。
1.2 光栅扫描近红外光谱仪图3 光栅扫描近红外光谱仪光路示意这是最为经典的光谱仪器，如图3所示，通过单色器（一般为光栅）将复合光色散为单色光，各单色光通过转动光栅按照波长顺序依次通过出射狭缝，通过样品，到达检测器检测。
这类仪器的光谱范围取决于选用的光栅和检测器，可以是短波（700~1100nm，硅检测器）或是长波（1100~2500nm，硫化铅，或砷镓铟）。
近红外光谱仪(1套)_16302
定量算法需具有StepwiseMLR（多元线性回归和主要定标波长筛选技术）、PCR（主成分回归）、PLS（最小二乘法回归）、LOCAL（局部分速定标技术），ANN（人工神经定标技术）、DPD（定标模型自动筛选技术）等服务农产品定标建立的功能。
*7.防护级别：IP65（防水，防尘）
*8.噪音系统（RMS方法）<50uA(400-700nm);<20uA(700-2500nm)
*9.近红外漫反射和透反射，直接测定未经任何处理的原始颗粒、粉末和液体，膏状样品的有关组分。
*10.数据可追溯性：自动识别样品信息（包括样品类别、编号、温度等），自动选择定标方程，杜绝操作时装错样品。
10.2.2在定性应用中，具有PCA(主因子分析）、DPLS（鉴定功能最小二乘法技术）
10.3 Mosaic网络系统：可共享数据库和定标模型，仪器具有联网和网络分析功能，具有远程诊断，远程定标升级，远程数据传递。
*10.4具有农产品的定标模型机数据库：具有国家官方检测机构提供的数据库，样品容量应包含以下农产品类：
近红外光谱仪（1套）
技术指标要求
光学技术
近红外光谱技术
技术参数
1.主机光谱范围：400-2500nm
*2.波长准确度：<0.05nm
3.波长精确度：<0.005nm
4.扫描方式：单波长快速扫描、光谱平均方式
*5.检测器：（400-1100nm）硅，（1100-2500nm）硫化铅
6.吸光度范围：小于2AU
10.1扫描及分析软件：具有样品扫描，光谱和结果的自动保存和输出功能。扫描软件须提供近红外仪器诊断程序，并具有对诊断结果的保存，打印和跟踪功能，诊断结果须符合标书规定的指标要求并提供相应诊断结果书。
红外光谱仪器基本构成
红外光谱仪器基本构成
红外光谱仪是一种用于分析物质结构和性质的精密仪器，由下列六个部分组成：
1、光源：通常是热电灯或热灯，其它光源也可用于某些特定应用场合，如钨灯，闪光灯，激光等；
2、隔离器：由反射或折射单元组成，光源以一定波长分子形式输出；
3、分光元件：如镜片、棱镜和折射仪，用于分离光源的不同波长；
4、检测系统：将不同波长的光量化，以求出红外光谱定标数据；
5、计算机：将检测器输出的数据根据定标数据处理，如拟合，并打印出实验结果；
6、样品环境系统：包括加热系统，气体密封系统，真空系统等，用于测定特定样品的红外光谱。
二、红外光谱仪的特点
1、非接触测量：红外光谱仪可以通过空气将激发源及检测器与样品之间的距离远超过其他技术，因此，不会受到样品的物理因素的影响，可以实现非接触测量；
2、小测量量程：红外光谱仪的测量范围很小，可以进行精确的定性和定量分析；
3、高分辨率：红外光谱仪能分辨微小的振动，通过检测不同波长的光，可以精确测量物质的组成；
4、高灵敏度：红外光谱仪能检测微量物质的谱线，具有很高的灵敏度；
5、迅速性：红外光谱仪能在短时间内得出实验结果和分析结论，且可以多次测量。
万通近红外光谱仪原理和结构
万通近红外光谱仪原理和结构近红外光谱仪这玩意儿啊，就像是一个特别厉害的眼睛，能看透好多东西内部的秘密。
咱就说万通家的近红外光谱仪吧。
先来说说这近红外光谱仪的原理。
你看啊，这个世界上的东西啊，不管是吃的喝的，还是那些瓶瓶罐罐、固体的、液体的，都是由分子组成的。
这些分子就像是一个个小小的积木块，它们可不是安安静静待着的。
它们会吸收和发射光线，就像人会呼吸一样自然。
近红外光呢，就是一种特殊的光线，当它照到这些分子上的时候，分子就会根据自己的特性，把一部分光给吸收掉。
这就好比不同的人喜欢吃不同的食物，分子对于近红外光也是各取所需，只吸收自己感兴趣的那部分光。
万通近红外光谱仪就是抓住了这个特点。
它把近红外光打到样品上，然后再检测透过来或者被反射回来的光。
通过分析这些光的变化，就能知道这个样品里面分子的信息啦。
比如说一个苹果，它里面有糖分分子、水分分子还有各种各样的营养分子。
近红外光谱仪就能像一个特别聪明的小侦探，根据光的情况，把这些分子的情况都给分析出来，能知道这个苹果甜不甜，水分足不足。
再来说说它的结构。
这近红外光谱仪就像一个小小的精密城堡。
它有光源部分，这个光源就像是城堡的动力源。
就好比太阳是地球上能量的源头一样，这个光源给整个光谱仪提供近红外光。
这个光源得是稳定的，要是一会儿强一会儿弱，那就像人的心跳一会儿快一会儿慢一样，肯定不行。
然后呢，还有样品池。
这就像是一个小小的舞台，样品就站在这个舞台上接受近红外光的照射。
这个样品池的设计也很有讲究，得能让光好好地和样品接触，就像舞台的布置要适合演员表演一样。
接着就是探测器啦。
探测器就像是一个超级敏感的耳朵，专门听那些光的“声音”。
当光从样品那里过来以后，探测器就能精确地检测到光的强度、波长这些信息。
这就好比耳朵能听出声音的高低、强弱一样。
探测器的好坏直接影响到最后分析结果的准确性。
如果探测器不灵敏，那就像耳朵不好使，听到的都是模模糊糊的声音，那可不行。
还有一些其他的小部件，就像城堡里的小管家一样，虽然不起眼，但是缺了它们城堡就运转不好。
红外光谱仪结构
红外光谱仪结构
红外光谱仪的结构主要由以下几个部分组成：
1. 光源：红外光谱仪的光源一般采用红外线辐射强的热源，常见的有热丝灯、Nernst灯、氦氖激光等。
2. 样品室：用于放置待测样品的空间，通常有一个样品槽或样品池。
样品室需要具备良好的气密性和真空度，以确保检测过程中无外界气体干扰。
3. 光分束系统：红外光谱仪的光路中通常会设计光分束系统，将由样品散射的光线分离成两束，分别进入检测器和参比器中。
4. 光栅：用于分离不同波长的光束，通常由高精度的光栅构成。
光栅将光束分成不同的波长，使得不同波长的光能够与检测器相互作用。
5. 检测器：红外光谱仪的检测器一般采用氮化硅、硒化铟等材料制成的光敏元件。
当入射光束通过样品后产生相应的吸收、透射或散射时，检测器将会感受到这种光的变化，并将其转化为电信号。
6. 数据处理系统：红外光谱仪还包括一个用于处理和分析从检测器获取的光谱信号的电子控制和数据处理系统。
这个系统能够对光谱信号进行放大、记录、存储和显示等处理，以便用户能够直观地观察和分析光谱结果。
总的来说，红外光谱仪的结构是一个复杂的光学仪器系统，通过光源的辐射、样品的散射、光栅的分光和检测器的感受，能够获取样品在红外波段的吸收、透射和散射特性，并通过数据处理系统将这些信息转化为电信号、图像或光谱图，从而实现对样品的分析和检测。
红外光谱仪组成结构
红外光谱仪组成结构
红外光谱仪是一种常见的红外分析仪器，广泛应用于化学、生物、材料科学等领域。
它不仅用于物质的成分分析，还可以用于检测有机分子和无机物质的结构和功能特性。
红外光谱仪具有以下重要的组成结构：
1. 光源系统：红外光谱仪中的光源系统主要由红外灯和反射镜组成。
光源系统的主要功能是发射光线，使测试样品在被检测时得到足够的光束强度，以确保准确的测试结果。
2. 小孔、滤光片、样品室和检测器等光学组件：这些组件为红外光的传输提供了必要的条件。
样品室中通常装载了样品，光束通过样品时会发生反射、散射和吸收等作用，从而显示出样品的成分和结构。
3. 分光器和单色器：分光器是将红外光线分成不同的波长，以便更精确地分析。
而单色器则可以过滤掉那些不需要的光线，使得样品的反射或吸收谱线更加明显。
4. 数据处理系统：这些系统可以分析和存储样品的光谱数据，并将相应的光谱结果输出给用户。
数据处理系统还可以使用化学模型分析方法来快速地鉴别或比较不同的样品。
5. 控制和操作部件：这些部件通常包括外壳、屏幕、键盘、打印机、电源和维护工具等组件，它们可以帮助用户操纵和控制仪器，以获得更好的分析结果。
以上就是红外光谱仪主要的组成结构。
红外光谱仪不仅拥有高精度、高灵敏度和高分辨率的分析能力，而且还具有快速、无损和非破坏性等优点。
因此，它在化学、生物、材料科学等领域得到了广泛的应用。
近红外光谱原理
近红外光谱原理
近红外光谱是一种分析技术，可用于材料的组成分析和质量控制。
它基于物质在近红外波段的光谱特征，通过测量样品吸收、反射或透射近红外光的强度来获得样品的光谱图像。
近红外光谱原理主要包括以下几个方面：
1. 光源：近红外光谱仪通常使用白炽灯或卤素灯作为光源，其辐射范围涵盖了近红外波段。
2. 多通道光栅：为了获得样品在不同波长上的吸收或反射光强度，近红外光谱仪通常采用具有多个光栅的光谱分析器。
每个光栅对应一个波长，通过旋转不同的光栅可实现光谱的扫描。
3. 采集样品光谱：样品可通过吸收、反射或透射光栅发射的光来获得其光谱。
对于固体样品，通常将样品置于透明的窗口上，使近红外光能够穿过样品；对于液体样品，则可以直接将光束照射于液体样品。
4. 光谱解析：光谱仪将采集到的光谱图像转换为数字信号，并进行光谱解析处理。
通过应用数学算法，可以对光谱进行分析和处理，以获得样品的组成信息。
5. 数据处理：在获得样品的吸收光谱后，可以通过比较样品的吸收光谱与基准光谱进行定性或定量分析。
也可以利用模型建立样品的光谱与样品特性之间的关系，实现定量分析和质量控制。
通过近红外光谱技术，可以快速、非破坏性地分析和检测各种样品，例如农产品、药品、化妆品等。
其优点包括操作简便、测量速度快、无需制备样品等，因此近红外光谱在工业生产和实验室分析中得到了广泛应用。
近红外光谱分析仪原理
近红外光谱分析仪原理
近红外光谱分析仪是一种可以通过测量样品吸收、散射或透射近红外光的仪器，用于分析和确定样品中的化学成分或性质。
其工作原理基于近红外光与样品发生相互作用后产生的能量变化。
每种化学物质都有其特定的分子结构和化学键，因此它们对于不同波长的光有不同的吸收特性。
近红外光谱分析仪利用这一原理进行定量或定性分析。
其工作原理大致可以分为光源、样品传感器和信号处理三个主要部分。
首先，近红外光谱分析仪会通过一个光源产生一束包含不同波长的近红外光。
这种光通过一系列的透镜和光学器件进行聚焦和传输，最后照射到样品表面。
其次，样品表面的化学物质会吸收或散射部分近红外光。
这些吸收或散射过程会导致透射光中特定波长的光强发生变化。
近红外光谱分析仪会采用一个传感器，如光电二极管或光电探测器，来测量透射光的强度。
传感器会将吸收或散射光转化为电信号，并将其传送至信号处理部分。
最后，信号处理部分会对接收到的电信号进行处理和分析。
这些处理方法包括光谱解析、数学算法和化学模型等。
光谱解析可以通过比较样品的光谱特征与已知标准光谱进行拟合，从而确定样品中的化学成分。
数学算法则可以通过对光谱数据进行处理和加工，提取有关样品的相关信息。
化学模型则可以利用已知样品的光谱数据训练模型，从而实现对未知样品的分类或
定量分析。
综上所述，近红外光谱分析仪利用样品对近红外光的吸收或散射特性，通过测量透射光的强度和进行信号处理，实现对样品化学成分或性质的分析和确定。
这种仪器可以广泛应用于食品、药品、化工等各个领域，并在质量控制、过程监测和研究开发等方面发挥着重要作用。
近红外光谱分析的原理
近红外光谱分析的原理近红外光谱分析是一种常用的非破坏性分析技术，通过对样品中吸收、反射或透射近红外光的特性进行测量和分析，从而确定样品的组成、结构或性质。
它广泛应用于医药、食品、化工、环保等领域，为科学研究和工业生产提供了重要的帮助。
本文将从原理的角度介绍近红外光谱分析的基本原理和应用。
一、近红外光的特性近红外光波长范围通常定义为750到2500纳米，位于可见光和红外光之间。
它具有较强的穿透性，并且能够被许多物质所吸收。
近红外光与物质相互作用后，会引起物质中化学键的振动和分子的转动。
这些振动和转动能够产生一系列特征性吸收峰，形成物质的近红外光谱图。
每种物质的近红外光谱都是独特的，因此可以通过比对样品的光谱与已知物质的光谱库进行定性和定量分析。
二、近红外光谱仪的原理近红外光谱仪由光源、样品池、光谱分析器和数据处理软件组成。
首先，近红外光源会发出连续谱的光束，经过透射、反射或散射后进入光谱分析器。
光谱分析器会选择特定的光谱范围并分离出不同波长的光，然后通过光电探测器将光信号转化为电信号。
最后，数据处理软件会将电信号转化为光谱图，并对光谱图进行分析和解释。
三、近红外光谱分析的应用1. 成分分析：近红外光谱可以通过测量样品中特定化学键的振动频率来确定样品的成分。
例如，在药品生产中，可以使用近红外光谱分析仪来快速准确地检测药品中的活性成分和杂质。
2. 定量分析：通过建立标准曲线或建立定量模型，可以利用近红外光谱分析仪对样品中某种成分的含量进行定量分析。
例如，在食品加工中，可以使用近红外光谱分析仪对食品中的脂肪、蛋白质和糖等成分进行快速准确的测量。
3. 质量控制：近红外光谱分析可用于监测和控制工业生产过程中的样品质量。
通过对样品进行在线或离线的近红外光谱分析，可以及时发现质量变化和异常情况，并采取相应措施。
4. 物性分析：近红外光谱分析可以用于研究材料的物理和化学性质。
例如，在纺织业中，可以使用近红外光谱仪来分析纤维的质地、密度和含水量等物性参数。
红外光谱仪构造
红外光谱仪的构造
红外光谱仪的构造主要由三部分组成：光源、干涉仪和检测器。
其中光源能发射出稳定、高强度、连续波长的红外光，通常使用能斯特(Nernst)灯、碳化硅或涂有稀土化合物的镍铬旋状灯丝。
干涉仪的作用则是将复色光变为干涉光。
中红外干涉仪中的分束器主要是由溴化钾材料制成的；近红外分束器一般以石英和CaF2为材料；远红外分束器一般由Mylar膜和网格固体材料制成。
检测器一般分为热检测器和光检测器两大类，常见的热检测器有氘代硫酸三甘肽(DTGS)、钽酸锂(LiTaO3)等类型，常用的光检测器有锑化铟、汞镉碲等类型。
红外光谱仪工作原理就是用一定频率的红外光聚焦照射被分析的样品时，如果分子中某个基团的振动频率与照射红外线频率相同便会产生共振，从而吸收一定频率的红外线，把分子吸收红外线的这种情况用仪器记录下来，便能得到全面反映样品成分特征的光谱，进而推测化合物的类型和结构。
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近红外光谱分析仪的组成
近红外光谱仪器从分光系统可分为固定波长滤光片、光栅色散、快速傅立叶变换、声光可调滤光器和阵列检测五种类型。
滤光片型主要作专用分析仪器，如粮食水分测定仪。
由于滤光片数量有限，很难分析复杂体系的样品。
光栅扫描式具有较高的信噪比和分辨率。
由于仪器中的可动部件（如光栅轴）在连续高强度的运行中可能存在磨损问题，从而影响光谱采集的可靠性，不太适合于在线分析。
傅立叶变换近红外光谱仪是具有较高的分辨率和扫描速度，这类仪器的弱点同样是干涉仪中存在移动性部件，且需要较严格的工作环境。
声光可调滤光器是采用双折射晶体，通过改变射频频率来调节扫描的波长，整个仪器系统无移动部件，扫描速度快。
但目前这类仪器的分辨率相对较低，价格也较高。
随着阵列检测器件生产技术的日趋成熟，采用固定光路、光栅分光、阵列检测器构成的NIR仪器，以其性能稳定、扫描速度快、分辨率高、信噪比高以及性能价格比好等特点正越来越引起人们的重视。
在与固定光路相匹配的阵列检测器中，常用的有电荷耦合器件（CCD）和二极管阵列（PDA）两种类型，其中Si 基CCD多用于近红外短波区域的光谱仪，InGaAs基PDA检测器则用于长波近红外区域。
近红外光谱仪器的主要性能指标
在近红外光谱仪器的选型或使用过程中，考虑仪器的哪些指标来满足分析的使用要求，这是分析工作者需要考虑的问题。
对一台近红外光谱仪器进行评价时，必须要了解仪器的主要性能指标，下面就简单做一下介绍。
1、仪器的波长范围
对任何一台特定的近红外光谱仪器，都有其有效的光谱范围，光谱范围主要取决于仪器的光路设计、检测器的类型以及光源。
近红外光谱仪器的波长范围通常分两段，700～1100nm的短波近红外光谱区域和1100～2500nm的长波近红外光谱区域。
2、光谱的分辨率
光谱的分辨率主要取决于光谱仪器的分光系统，对用多通道检测器的仪器，还与仪器的像素有关。
分光系统的光谱带宽越窄，其分辨率越高，对光栅分光仪器而言，分辨率的大小还与狭缝的设计有关。
仪器的分辨率能否满足要求，要看仪器的分析对象，即分辨率的大小能否满足样品信息的提取要求。
有些化合物的结构特征比较接近，要得到准确的分析结果，就要对仪器的分辨率提出较高的要求，例如二甲苯异构体的分析，一般要求仪器的分辨率好于1nm。
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3、波长准确性
光谱仪器波长准确性是指仪器测定标准物质某一谱峰的波长与该谱峰的标定波长之差。
波长的准确性对保证近红外光谱仪器间的模型传递非常重要。
为了保证仪器间校正模型的有效传递，波长的准确性在短波近红外范围要求好于0.5nm，长波近红外范围好于1.5nm。
4、波长重现性
波长的重现性指对样品进行多次扫描，谱峰位置间的差异，通常用多次测量某一谱峰位置所得波长或波数的标准偏差表示（傅立叶变换的近红外光谱仪器习惯用波数cm-1表示）。
波长重现性是体现仪器稳定性的一个重要指标，对校正模型。