近红外光谱分析仪工作原理是什么

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近红外光谱分析仪（NIR光谱仪）是一种用于分析物质成分和性质的仪器，其工作原理基于近红外光的吸收特性。以下是近红外光谱分析仪的工作原理的详细解释：

• 近红外光的特性：
  
  
  • 近红外光波长范围通常在700纳米到2500纳米之间，处于可见光和中红外光之间。
  • 物质在这个波长范围内的化学键（如O-H、N-H、C-H等）会吸收特定波长的光，因而产生独特的光谱特征。
    
• 工作原理概述：
  
  
  • 光源：通常使用近红外光源，如半导体激光二极管（LED）或者激光器，发射出近红外光。
  • 样品反射或透射：近红外光照射到样品表面或透过样品，与样品发生相互作用。
  • 检测器：接收经过样品反射或透射后的光，并将其转换成电信号。
    
• 工作过程详细解释：
  
  
  • 光源发射：近红外光源发射特定波长的光，照射到待测样品上。
  • 样品交互作用：样品中的分子与近红外光发生吸收、反射或者透射。其中，主要是化学键振动引起的光的吸收。
  • 光谱采集：检测器接收经过样品后反射或透射的光，测量不同波长的光强度。
  • 数据处理：通过对接收到的光强度进行处理，得到一个光谱图，即吸光度谱。这个谱图反映了样品中不同化学键的吸收情况。
    
• 数据分析：
  
  
  • 利用已知样品的光谱库或者标准光谱，将测得的光谱与标准谱进行比对或者通过数学建模方法进行分析，从而确定样品的成分或性质。
    

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在了解近红外光谱分析仪的工作原理之前，需要明白其分析原理。近红外光谱主要由分子振动的非谐振性引起的高能级跃迁产生的，记录的主要是含氢基团X-H（X=C、N、O）振动的倍频和合频吸收。不同化学键或同一化学键在不同环境中的吸收波长和强度都有明显差异，这使得NIR光谱能够提供丰富的结构和组成信息。

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