近红外光谱分析仪工作原理是什么

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　　近红外光谱分析仪的工作原理基于近红外光与物质分子的相互作用，具体如下：

　　一、近红外光的特性
　　近红外光（Near - Infrared，NIR）是指波长范围在780 - 2526nm的电磁波。这个波段的光与可见光相比，能量较低，但具有独特的吸收和散射特性，与分子中的化学键振动有关。

　　二、分子振动与近红外光的吸收
　　1.化学键振动
　　（1）在分子中，原子之间通过化学键相连。这些化学键在常温下会发生振动，包括伸缩振动和弯曲振动等。例如，在有机化合物中常见的C - H、N - H、O - H等化学键的振动。
　　（2）当分子中的化学键振动时，会在特定的频率下吸收能量。近红外光所对应的能量正好可以激发这些化学键的倍频和合频振动。
　　（3）以C - H键为例，在近红外区域，C - H键的伸缩振动的倍频和合频吸收会产生一系列的吸收峰。这些吸收峰的位置和强度与C - H键所处的化学环境（如周围原子的种类、化学键的连接方式等）有关。

　　2.吸收光谱的形成
　　（1）当近红外光照射到样品上时，样品中的分子会吸收特定波长的近红外光，使得透过样品后的近红外光在某些波长处强度减弱。
　　（2）根据朗伯 - 比尔定律（Lambert - Beer's law），吸光度A与样品浓度c、光程长度l以及摩尔吸光系数ε有关，即A = εcl。通过测量不同波长下近红外光的吸光度，就可以得到样品的近红外吸收光谱。

　　三、近红外光谱分析仪的工作流程
　　1.光源发射：
　　（1）近红外光谱分析仪中的光源（通常为卤钨灯等宽波段光源）发射出近红外光。这些光经过准直透镜等光学元件，形成平行光束，以确保光线均匀地照射到样品上。
　　2.样品照射与光信号采集：
　　（1）平行光束照射到样品上，样品对近红外光进行吸收和散射后，剩余的光被探测器接收。探测器将光信号转换为电信号。
　　（2）对于不同的样品类型（如固体、液体、气体），需要采用不同的样品池或采样方式。例如，对于液体样品，可以采用透明的玻璃或石英比色皿；对于固体样品，可能需要采用漫反射附件等。
　　3.光谱数据处理：
　　（1）采集到的电信号经过放大、模数转换等处理后，得到样品的近红外光谱数据。这些数据通常以吸光度或透过率随波长变化的曲线形式表示。
　　（2）然后，通过化学计量学方法对光谱数据进行处理和分析。化学计量学方法包括多元线性回归（MLR）、主成分回归（PCR）、偏最小二乘法（PLS）等。
　　（3）这些方法的目的是建立光谱数据与样品的组成、性质（如浓度、物理化学性质等）之间的关系模型。通过将未知样品的光谱数据代入已建立的模型中，就可以预测样品的相关性质或组成成分。