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紅外光譜分析原理及優勢
閱讀：7149 發布時間：2007-2-1
近紅外光（Near Infrared，NIR）是介于可見光（VIS）和中紅外光（MIR）之間的電磁波，ASTM定義的近紅外光譜區的波長范圍為780~2526nm（12820～3959cm-1），習慣上又將近紅外區劃分為近紅外短波（780~1100nm）和近紅外長波（1100~2526nm）兩個區域。 近紅外光譜主要是由于分子振動的非諧振性使分子振動從基態向高能級躍遷時產生的，記錄的主要是含氫基團Ｘ－Ｈ（Ｘ＝Ｃ、Ｎ、Ｏ）振動的倍頻和合頻吸收。不同基團（如甲基、亞甲基，苯環等）或同一基團在不同化學環境中的近紅外吸收波長與強度都有明顯差別，NIR光譜具有豐富的結構和組成信息，非常適合用于碳氫有機物質的組成與性質測量。但在NIR區域，吸收強度弱，靈敏度相對較低，吸收帶較寬且重疊嚴重。 因此，依靠傳統的建立工作曲線方法進行定量分析是十分困難的，化學計量學的發展為這一問題的解決奠定了數學基礎。 其工作原理是，如果樣品的組成相同，則其光譜也相同，反之亦然。如果我們建立了光譜與待測參數之間的對應關系（稱為分析模型），那么，只要測得樣品的光譜，通過光譜和上述對應關系，就能很快得到所需要的質量參數數據。分析方法包括校正和預測兩個過程：# （1）在校正過程中，收集一定量有代表性的樣品（一般需要80個樣品以上），在測量其光譜圖的同時，根據需要使用有關標準分析方法進行測量，得到樣品的各種質量參數，稱之為參考數據。通過化學計量學對光譜進行處理，并將其與參考數據關聯，這樣在光譜圖和其參考數據之間建立起一一對應映射關系，通常稱之為模型。雖然建立模型所使用的樣本數目很有限，但通過化學計量學處理得到的模型應具有較強的普適性。對于建立模型所使用的校正方法視樣品光譜與待分析的性質關系不同而異，常用的有多元線性回歸，主成分回歸，偏zui小二乘，人工神經網絡和拓撲方法等。顯然，模型所適用的范圍越寬越好，但是模型的范圍大小與建立模型所使用的校正方法有關，與待測的性質數據有關，還與測量所要求達到的分析精度范圍有關。實際應用中，建立模型都是通過化學計量學軟件實現的，并且有嚴格的規范（如ASTM-6500標準）。AHil （2）在預測過程中，首先使用近紅外光譜儀測定待測樣品的光譜圖，通過軟件自動對模型庫進行檢索，選擇正確模型計算待測質量參數。&F]_8 優勢©清潔能源網（社區） -- 本站主域名：WWW.CECLUB.CN ,本站論壇討論主要圍繞清潔能源技術、潔凈煤技術、計算流體力學應用與工程仿真技術、能源與環境工程技術、熱能與動力工程技術、節能技術與節能政策、實驗技術及測量技術相關主題展開，論壇定位為專業技術論壇。 0pV 樣品無須預處理可直接測量：近紅外光譜測量方式有透射、反射和漫反射多種形式，適合測量液體、固體和漿狀等形式的樣品，因此，用途很廣。zui大的優點就是無須對樣品進行任何預處理，如汽油可直接倒入測量杯中或將光纖探頭直接插入汽油中進行測量，操作非常方便，幾秒鐘內完成光譜掃描。kS<>" 光纖遠距離測量：近紅外光可以通過光纖進行遠距離傳輸，可以實現距光譜儀以外的遠距離測量，可將測量探頭或流通池直接安裝到生產裝置的管線，實現在線測量，或環境苛刻以及危險的地方的現場測量。8#jF( 一臺在線近紅外光譜儀可以外接多路（2~10路）光纖回路，實現同時對生產裝置的多個測量點的物料在線測量。在線測量數據可直接輸送到DCS或*控制系統，為生產的優化及時提供油品的質量參數。與其它在線測量儀表提供的參數（如壓力、流量和溫度等變量）相比，在線近紅外分析提供的數據（如組成或性質）是直接質量參數，對生產的優化提供更準確和有益的參考信息。R8Bd 近紅外分析與常規的標準分析方法配合使用，起到雙方互補的作用，不僅能夠及時向生產控制部門提供分析數據，同時也節省了大量分析化驗費用（包括人力、設備，和試劑等）；在線近紅外分析與DCS連接，直接給控制系統提供數據，據此進行生產優化得到的經濟效益是巨大的；與其它在線儀表相比，近紅外光譜儀運行故障率和消耗均很低。 說明本資料來自網上！