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近紅外光譜儀是利用近紅外光，即波長范圍為780~2526nm的電磁波進(jìn)行光譜分析的儀器。近紅外光譜分析技術(shù)在20世紀(jì)50年代就已經(jīng)開始應(yīng)用研究，并在90年代獲得了快速發(fā)展。到現(xiàn)在，近紅外光譜分析技術(shù)已經(jīng)發(fā)展出了多種類型。根據(jù)分光方式，近紅外光譜儀可分為濾光片、光柵掃描、固定光路多通道、傅里葉變換和聲光調(diào)濕濾光器等幾種類型。
濾光片型近紅外光譜儀
濾光片型儀器可分為固定濾光片和可調(diào)濾光片兩種形式，在測量時(shí)需要根據(jù)測定樣品的光譜特征選擇適當(dāng)波長的濾光片。測量過程是由光源發(fā)出的光經(jīng)過濾光片得到一定帶寬的單色光，通過樣品池與樣品作用后由檢測器檢測。
濾光片型近紅外光譜儀設(shè)計(jì)簡單、成本低、光通量大、信號(hào)記錄快、堅(jiān)固耐用。但這類儀器只能在單一波長下測定，靈活性較差，如樣品基體變化，往往會(huì)引起較大的測量誤差。其檢測波長一般在近紅外長波區(qū)域，定量方法多采用一元或多元線性回歸分析。
掃描型近紅外光譜儀
掃描型近紅外光譜儀分光元件可以是棱鏡或光柵?，F(xiàn)在多使用全息光柵作為分光元件，以獲得較高的分辨率。通過光柵的轉(zhuǎn)動(dòng)，使單色光按波長長短依次通過測樣器件，進(jìn)入檢測器檢測。根據(jù)樣品形態(tài)不同，可選擇不同的測樣器件進(jìn)行透射或漫反射分析。
掃描型近紅外光譜儀可進(jìn)行全譜掃描，分辨率較高，儀器價(jià)格適中，便于維護(hù)。但是光柵的機(jī)械軸長時(shí)間使用容易磨損，影響波長的精度和重現(xiàn)性，一般抗震性較差，特別不適于作為在線儀器使用。
固定光路多通道檢測近紅外光譜儀
固定光路多通道檢測近紅外光譜儀原理是光源發(fā)出的光先經(jīng)過樣品池，再由光柵分光，光柵不需轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)光柵色散的光聚焦在多通道檢測器的焦面上，同時(shí)被檢測。
固定光路多通道檢測近紅外光譜儀分辨率好，信噪比和靈敏度較高采用全譜校正，可以方便地進(jìn)行定性和定量分析。儀器光路固定，波長精度和重現(xiàn)性得到保證。儀器內(nèi)無移動(dòng)性部件，其耐久性和可靠性都得到提高。因此，這類儀器適合現(xiàn)場分析和在線分析。
傅里葉變換近紅外光譜儀
傅里葉變換近紅外光譜儀的主要光學(xué)元件是Michel-son干涉儀，其作用是使光源發(fā)出的光分成兩束后，造成一定的光程差，再使之復(fù)合以產(chǎn)生干涉。
傅里葉變換近紅外光譜儀的掃描速度快、波長精度高、分辨率好，短時(shí)間內(nèi)即可進(jìn)行多次掃描，可使信號(hào)做累加處理，光能利用率高，輸出能量大，儀器信噪比和測定靈敏度較高，可對(duì)樣品中的微量成分進(jìn)行分析。但是干涉儀中有移動(dòng)性部件，需要較穩(wěn)定的工作環(huán)境。定性和定量分析采用全譜校正技術(shù)。
聲光可調(diào)濾光器近紅外光譜儀
聲光可調(diào)濾光器近紅外光譜儀的分光器件為聲光可調(diào)濾光器。工作原理是根據(jù)各向異性雙折射晶體的聲光衍射原理，采用具有較高的聲光品質(zhì)因素和較低的聲衰減的雙折射晶體制成分光器件。晶體對(duì)一固定的超聲頻率，僅有很窄的光譜帶被衍射，因而連續(xù)改變超聲頻率就能實(shí)現(xiàn)衍射光波長的快速掃描。
聲光可調(diào)濾光器近紅外光譜儀的大特點(diǎn)是無機(jī)械移動(dòng)部件，測量速度快、精度高、準(zhǔn)確性好，可以長時(shí)間穩(wěn)定地工作，且可以消除光路中各種材料的吸收、反射等干擾。
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