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傅立叶近红外的分辨率如何?

  • 空谷幽兰
    2006/01/12
  • 私聊

近红外光谱(NIR)

  • 请教大虾们:傅立叶近红外的分辨率如何?
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  • doctor

    第1楼2006/01/24

    应助达人

    傅立叶近红外的分辨率都不会太高,这是由技术条件所决定的。分析如下:

    傅立叶近红外通过其干涉计得到的干涉图是强度-时间图,这种图是无法解释的,必须使用傅立叶变换转换为强度-波长图才能被解析,而通常该转换冗长且计算强度大,所有的FT制造商都利用简易的Cooley-Tukey 运算法则来加速变换...

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  • doctor

    第2楼2006/01/24

    应助达人

    这种加速给光谱带来的影响是:

    首先在光谱中生产周期性误差,这种误差以每个吸收谱带的中间最大峰位周围的突起形式出现,这些突起被称为“Gibb’s Ears”,它们以微量水平出现但看上去象真的吸收...

    那么怎样来减少或消除这种加速带来的负面影响呢?
    对,减少Gibb’s Ears!目前有两种方法可以做到:

    ①在低分辨率下扫描
    ②使用变迹法,无论是矩形还是三角形波串


    但这两种技术都以降低光谱分辨率为代价的。
    总之,傅立叶近红外仪器为了提高速度而降低了它自身的分辨率,因此,FT-NIR制造商宣称的非常高的分辨率是不可靠的。

    这是来自巴西一家多元醇公司的真实数据,见下图:


    图中用红圈标出的就是Gibb’s Ears突起,从图中可以看出,随着傅立叶近红外的分辨率的降低,光谱图上的Gibb’s Ears干扰逐渐减少,因此,为了减少Gibb’s Ears突起的干扰,仪器的分辨率一般是不会太高的。

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  • doctor

    第3楼2006/01/24

    应助达人

    各位近红外专家有什么不同的意见看法,欢迎跟贴讨论

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  • jxdwdeng

    第4楼2006/01/27

    楼上的意见我不敢全部苟同,以下是我的一些看法:
    1. 首先,图中数据是什么仪器测的没有指明,我猜想是用光纤做的。因为光纤在短波数的地方不太适用,通常如果用光纤,波数应大于4500.
    2. 近红外仪器用作什么目的,如果是用作理论光谱研究,分辨越高越好,能看清细部结构;而通常是用作常规的定性和定量分析,高分辨率通常带来更高的误差和噪音,以及无畏地加大数据量,因而实际分析用8就足够了,再高就是摆设。对于三种象二甲苯这么类似的物质,用分辨率12就能轻松搞定。
    3. 我这下载了一篇有关近红外分辨率的文章,发表在Near Infrare d Sp e ctro s c. 12, 27 1-27 7 (2004)上。 不好意思,英文的。如果需要也可以EMAIL向我索取。

    xiaovv 发表:这种加速给光谱带来的影响是:

    首先在光谱中生产周期性误差,这种误差以每个吸收谱带的中间最大峰位周围的突起形式出现,这些突起被称为“Gibb’s Ears”,它们以微量水平出现但看上去象真的吸收...

    那么怎样来减少或消除这种加速带来的负面影响呢?
    对,减少Gibb’s Ears!目前有两种方法可以做到:

    ①在低分辨率下扫描
    ②使用变迹法,无论是矩形还是三角形波串


    但这两种技术都以降低光谱分辨率为代价的。
    总之,傅立叶近红外仪器为了提高速度而降低了它自身的分辨率,因此,FT-NIR制造商宣称的非常高的分辨率是不可靠的。

    这是来自巴西一家多元醇公司的真实数据,见下图:


    图中用红圈标出的就是Gibb’s Ears突起,从图中可以看出,随着傅立叶近红外的分辨率的降低,光谱图上的Gibb’s Ears干扰逐渐减少,因此,为了减少Gibb’s Ears突起的干扰,仪器的分辨率一般是不会太高的。

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  • strongylw

    第6楼2006/02/07


    涨见识,以前总是对这些有疑惑,现在有点清楚了。

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  • strongylw

    第7楼2006/02/09

    傅立叶变换型近红外光谱仪多数都是采用波数来表示波长范围的,这比较好理解,但是分辨率也用波数来衡量,就有点不太理解了,比如分辨率是2cm-1,转换成波长的描述应该是多少nm?不知道哪位大虾能给我解释一下?

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  • gonglei1

    第8楼2006/03/11

    你说的是波数吧,2pai/波长

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  • xxj20020220

    第10楼2006/03/17

    对于二楼的观点,不敢苟同,尤其是光谱数据,从2cm-1到16cm-1,
    首先傅立叶变换理论上讲,分辨率可以做到无限高,简单的想,如果只有两束光,那么这两个正弦波不论是相差多么少,如sin(2Pi)和sin(2pi+0.0001),那么我们只要无限放大我们的X轴,这两个波总有完全分开的一刻!(划一下就知道)。但是前提是:1.X轴无限长2.光束是绝对平行光(点光源,无扩散角)。这就意味着傅立叶变换光谱仪1.动镜移动距离无限长2.光源为绝对一点!因此傅立叶的分辨率也就不能无限高,在做高分辨时仪器动镜移动距离加大,同时光圈变小(制造点光源)!这样就损失了信号强度,降低了信躁比!
    但是2cm-1还是绝对没有问题的!现在很多仪器能做到0.09甚至更低!
    图上显示的结果,个人认为从2~16FTIR数据采集间隔加大,有一定的平滑效果,同时更为重要的是,图中标示的应该均为饱和吸收!!!数据无本质意义,平滑后自然看起来好些!对于正常的非饱和吸收来讲,应该结果无明显差异,有仪器的各位同仁可以亲自做一下!

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