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近紅外光譜主要是由于分子振動(dòng)的非諧振性使分子振動(dòng)從基態(tài)向高能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，記錄的主要是含氫基團(tuán)X-H(X=C、N、O)振動(dòng)的倍頻和合頻吸收。不同團(tuán)(如甲基、亞甲基，苯環(huán)等)或同一基團(tuán)在不同化學(xué)環(huán)境中的近紅外吸收波長(zhǎng)與強(qiáng)度都有明顯差別，NIR 光譜具有豐富的結(jié)構(gòu)和組成信息，非常適合用于碳?xì)溆袡C(jī)物質(zhì)的組成與性質(zhì)測(cè)量。
近紅外光譜儀不管按何種方式設(shè)計(jì)，一般由光源、分光系統(tǒng)、測(cè)樣器件、檢測(cè)器、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和記錄儀(或打印機(jī))等6部分構(gòu)成。
近紅外光譜儀的分類方式比較多，但市場(chǎng)上分類主要還是按照儀器的分光器件不同來分，一般可分為4種主要類型：濾光片型、光柵色散型、傅立葉變換型和聲光調(diào)制濾光器型。其中光柵色散型又有光柵掃描單通道和非掃描固定光路多通道檢測(cè)之分。
濾光片型近紅外光譜儀器可分為固定濾光片和可調(diào)濾光片兩種形式。固定濾光片型光譜儀是近紅外光譜儀器的*早設(shè)計(jì)形式，這種儀器首先要根據(jù)測(cè)定樣品的光譜特征選擇適當(dāng)波長(zhǎng)的濾光片。該類型儀器的特點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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(zhǎng)下測(cè)定，靈活性較差，如樣品的基體發(fā)生變化，往往會(huì)引起較大的測(cè)量誤差。可調(diào)濾光片型光譜儀采用濾光輪，可以根據(jù)需要比較方便地在一個(gè)或幾個(gè)波長(zhǎng)下進(jìn)行測(cè)定。這種儀器一般作專用分析，如糧食水分測(cè)定儀。由于濾光片數(shù)量有限，很難分析復(fù)雜體系的樣品。
掃描型儀器通過光柵的轉(zhuǎn)動(dòng)，使單色光按波長(zhǎng)高低依次通過測(cè)樣器件，與樣品作用后，進(jìn)入檢測(cè)器檢測(cè)。與濾光片型的近紅外光譜儀器相比，色散型近紅外光譜儀器具有可實(shí)現(xiàn)全譜掃描、分辨率較高、儀器價(jià)位適中和便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，其*大的弱點(diǎn)是光柵或反光鏡的機(jī)械軸承長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)使用容易磨損，影響波長(zhǎng)的精度和重現(xiàn)性，抗震性較差，一般不適合作為過程分析儀器使用。
傅立葉變換光譜技術(shù)是利用干涉圖和光譜圖之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過測(cè)量干涉圖和對(duì)干涉圖進(jìn)行傅立葉積分變換的方法來測(cè)定和研究光譜的技術(shù)。與傳統(tǒng)的色散型光譜儀相比，傅立葉變換光譜儀能同時(shí)測(cè)量、記錄所有波長(zhǎng)的信號(hào)，并以更高的效率采集來自光源的輻射能量，具有更高的波長(zhǎng)精度、分辨率和信噪比。但由于干涉儀中動(dòng)鏡的存在，儀器的在線長(zhǎng)久可靠性受到一定的限制，另外對(duì)儀器的使用和放置環(huán)境也有較高的要求。
非掃描固定光路多通道近紅外光譜儀器是因?yàn)閮x器的檢測(cè)器采用多通道光敏器件而得名。這類儀器的色散系統(tǒng)一般采用平面光柵或全息光柵，與光柵掃描型相比，光柵不需要轉(zhuǎn)動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)確定波長(zhǎng)范圍的掃描。多通道型儀器的分辨率取決于光柵性能、檢測(cè)器的像素以及狹縫的尺寸。在確定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，檢測(cè)器的像素越高，所檢測(cè)到的樣品信息越豐富，但一般像素越高的檢測(cè)器價(jià)格也越高。
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