近红外光谱仪
发布:博科斯光电  时间:2024-03-15  浏览:60243
近红外光谱仪技术原理

近红外光谱主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的,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。不同基团(如甲基、亚甲基,苯环等)或同一基团在不同化学环境中的近红外吸收波长与强度都有明显差别。
近红外光谱具有丰富的结构和组成信息,非常适合用于碳氢有机物质的组成与性质测量。但在近红外光谱区域,吸收强度弱,灵敏度相对较低,吸收带较宽且重叠严重。因此,依靠传统的建立工作曲线方法进行定量分析是十分困难的,化学计量学的发展为这一问题的解决奠定了数学基础。其工作原理是,如果样品的组成相同,则其光谱也相同,反之亦然。如果我们建立了光谱与待测参数之间的对应关系(称为分析模型),那么,只要测得样品的光谱,通过光谱和上述对应关系,就能很快得到所需要的质量参数数据。

近红外光谱的测量方式
与常规分子吸收光谱分析一样,近红外光谱技术中测定溶液样品的透射光谱是其主要测量方式之一。除此之外,它还常用于固体样品,如片状、颗粒、粉末,甚至是直接测定粘稠液体或膏状样品的漫反射光谱。在近红外光谱领域,常用的测量方式包括透射、漫反射、漫透射和透反射等。

1.透射模式

跟其他分子吸收光谱一样,近红外透射光谱的测定用于清澈、透明的均匀液体样品,最常使用的测量附件是石英材质的比色皿,测量指标为吸光度。光谱吸光度与光程及样品浓度之间符合Lambert-Beer定律,即吸光度与光程和样品浓度均呈正比关系,这是近红外光谱定量分析的基础。
近红外光谱的灵敏度很低,因此分析时一般不需要稀释样品。但溶剂,包括水对近红外光都有明显的吸收,当比色皿光程太大时,吸光度会很高,甚至是饱和。因此,为了减少分析误差,测量光谱的吸光度最好控制在0.1-1之间,一般采用1-10 mm的比色皿。有时为了方便,吸光度低至0.01,或高至1.5,甚至2的近红外光谱测量也经常看到。
2.漫反射模式
近红外光谱技术突出的优点,如无损测量、无需制样、简单快速等主要源于它的漫反射光谱采集模式。漫反射模式可用于粉、块、片、丝等固体样品,以及膏、糊等半固体样品的测量。样品可以是任何形状,如水果、药片、谷物、纸张、乳类、肉类等,无需专门制样,可以直接进行测量。
近红外漫反射光谱并不符合Lambert-Beer定律,但经前人研究发现,漫反射的吸光度(实际上是样品反射率与参比反射率之比的负对数)与浓度在一定条件下具有线性关系,需要满足的条件如样品厚度足够大、浓度范围较窄、样品物理状态和光谱测定条件要保持一致等。因此,利用漫反射光谱也可用像透射光谱一样采用多元校正进行定量分析。

3.漫透射模式
漫透射模式是对固体样品进行的透射光谱测量。入射光照射不太厚的固体样品时,光在样品内部进行透射和漫反射,最后透过样品在光谱仪上记录光谱,这就是漫透射光谱。漫透射模式常用于药片、滤纸状样品、薄层状样品的近红外光谱测量。其光谱吸光度与组分浓度为线性关系。
4.透反射模式
溶液样品的透射光谱测量,是将入射光透过样品,在另一侧测定透射光谱。与此不同的是,透反射模式是在样品溶液后方放置一块反光镜,入射光通过样品后经反射镜反射后再次进入样品溶液,在入射光相同一侧测定透反射光谱。光通过样品二次,因此光程是普通透射光谱光程的二倍。透反射模式是为测定光谱的便利性而设计的,因为入射光和反射光在相同一侧,就可以在一个探头中同时安装入射光路和反射光路,在探头的前端安装一个空腔,空腔的顶端为反光镜。使用时,将探头插入溶液,溶液进入空腔,光从入射光路照入溶液,在反光镜上反射回到溶液,而后进入反射光路,进入光谱仪测定光谱。本质上,透反射光谱也是透射光谱,因此其吸光度与浓度为线性关系。
关于我们
公司简介
企业文化
生产设备
资质证书
加入我们
光电展会
产品展示
光源模块
激光器件
无源组件
新闻资讯
公司新闻
行业动态
专业知识
展览会
联系我们
深圳市博科斯光电科技有限公司
电话:+86 18503066612
联系人:李经理
邮箱:sales@boxoptronics.com
友情链接
Passive Devices
Laser Components
Optical Module