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近红外光谱仪的类型有哪些

2021年03月02日 11:54人气:136

  近红外光谱仪是利用近红外光,即波长范围为780~2526nm的电磁波进行光谱分析的仪器。近红外光谱分析技术在20世纪50年代就已经开始应用研究,并在90年代获得了快速发展。到现在,近红外光谱分析技术已经发展出了多种类型。根据分光方式,近红外光谱仪可分为滤光片、光栅扫描、固定光路多通道、傅里叶变换和声光调湿滤光器等几种类型。
 
  滤光片型近红外光谱仪
 
  滤光片型仪器可分为固定滤光片和可调滤光片两种形式,在测量时需要根据测定样品的光谱特征选择适当波长的滤光片。测量过程是由光源发出的光经过滤光片得到一定带宽的单色光,通过样品池与样品作用后由检测器检测。
 
  滤光片型近红外光谱仪设计简单、成本低、光通量大、信号记录快、坚固耐用。但这类仪器只能在单一波长下测定,灵活性较差,如样品基体变化,往往会引起较大的测量误差。其检测波长一般在近红外长波区域,定量方法多采用一元或多元线性回归分析。
 
  扫描型近红外光谱仪
 
  扫描型近红外光谱仪分光元件可以是棱镜或光栅。现在多使用全息光栅作为分光元件,以获得较高的分辨率。通过光栅的转动,使单色光按波长长短依次通过测样器件,进入检测器检测。根据样品形态不同,可选择不同的测样器件进行透射或漫反射分析。
 
  扫描型近红外光谱仪可进行全谱扫描,分辨率较高,仪器价格适中,便于维护。但是光栅的机械轴长时间使用容易磨损,影响波长的精度和重现性,一般抗震性较差,特别不适于作为在线仪器使用。
 
  固定光路多通道检测近红外光谱仪
 
  固定光路多通道检测近红外光谱仪原理是光源发出的光先经过样品池,再由光栅分光,光栅不需转动,经光栅色散的光聚焦在多通道检测器的焦面上,同时被检测。
 
  固定光路多通道检测近红外光谱仪分辨率好,信噪比和灵敏度较高采用全谱校正,可以方便地进行定性和定量分析。仪器光路固定,波长精度和重现性得到保证。仪器内无移动性部件,其耐久性和可靠性都得到提高。因此,这类仪器适合现场分析和在线分析。
 
  傅里叶变换近红外光谱仪
 
  傅里叶变换近红外光谱仪的主要光学元件是Michel-son干涉仪,其作用是使光源发出的光分成两束后,造成一定的光程差,再使之复合以产生干涉。
 
  傅里叶变换近红外光谱仪的扫描速度快、波长精度高、分辨率好,短时间内即可进行多次扫描,可使信号做累加处理,光能利用率高,输出能量大,仪器信噪比和测定灵敏度较高,可对样品中的微量成分进行分析。但是干涉仪中有移动性部件,需要较稳定的工作环境。定性和定量分析采用全谱校正技术。
 
  声光可调滤光器近红外光谱仪
 
  声光可调滤光器近红外光谱仪的分光器件为声光可调滤光器。工作原理是根据各向异性双折射晶体的声光衍射原理,采用具有较高的声光品质因素和较低的声衰减的双折射晶体制成分光器件。晶体对一固定的超声频率,仅有很窄的光谱带被衍射,因而连续改变超声频率就能实现衍射光波长的快速扫描。
 
  声光可调滤光器近红外光谱仪的大特点是无机械移动部件,测量速度快、精度高、准确性好,可以长时间稳定地工作,且可以消除光路中各种材料的吸收、反射等干扰。
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