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近红外光谱(NIR)
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近红外光谱的测量方式
Ins_29253308
2024/06/28
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近红外光谱(NIR)
近红外光谱
是一种吸收光谱,测量方式表现为光与物体的接触方式,其总是为了获得更强、更均匀的吸收光谱。对于不同物理状态的样品,不同的光接触方式会产生较大的影响。建立
近红外光谱
的多元定量和定性校正模型,对光谱数据的灵敏度、稳定性要求很高,因此
近红外光谱
的测量方式非常重要。从光路原理来讲,光谱信息的获得可以采用漫反射、透射、散射、掠射等,不同的光路测量原理,会得到载量不同的物质光谱信息,反映在光谱曲线方面,就是动态范围的不同。下面主要介绍几种不同光路原理的光谱测量方式。
一、漫反射测量
漫反射是一种典型的光和物质的作用方式,对于固体来说,密度大,分子之间结合紧密,漫反射往往体现为多种颗粒的表面反射;对于液体来说,密度小,分子之间结合松散,漫反射体现为整个液面的表面反射,以及液体内部微小颗粒的散射;而气体的分子之间距离最远,由于近红外光的波长远大于分子直径,因此一般无法使用漫反射,对于气溶胶式的颗粒才有微弱的漫反射现象。漫反射测量往往采用
4
5
°角的方式来设计光源和探测器的相对位置,如图
3-
1
所示,可采用双探测器,单光源的设计,也可采用双光源,单探测器的设计。
图
3-1 (a)
双探测器、单光源漫反射示意图
图
3-1 (b)
双光源,单探测器漫反射示意图
二、透射测量
透射是常见的一种光波穿透方式,主要用于气体和液体测量,也可以用于具备一定透射特性的固体。对气体和液体,仅靠漫反射方式获得的光谱信息量少,通常需要将样品全部穿透来实现光谱信息的获取。而对于一些固体样本,如小麦、大豆等农产品,也可采用短波透射方式获得光谱信息。常见的透射测量方式,如图
3-2
所示。依据不同的光谱谱段,可以选用不同光程的样品池,针对性地采集液体样品光谱。
三、透反射测量
为了实现光源和探测器的整体化设计,实现直接对液体或者固体测量,同时也可以增加液体样品光谱吸收的光程,往往采用透反射测量,相对于一般的透射测量方式,样品的光谱吸收光程增加了一倍,实现透反射测量还需要增加一个镜面反射元件,具体方式,如图
3-
3
所示。
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