近红外光谱仪近红外光谱分析原理

发布网友发布时间：2024-10-02 12:22

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热心网友时间：2024-12-07 16:30

近红外光谱（Near Infrared, NIR）是一种电磁波，位于可见光和中红外光之间，其波长范围在780至2526纳米（12820至3959厘米负一次方）。通常，NIR被划分为近红外短波（780至1100nm）和近红外长波（1100至2526nm）两个区域。NIR光谱分析的原理基于分子振动的非谐振性，主要记录含氢基团如X-H（X为C、N、O）的振动倍频和合频吸收。不同基团或化学环境下的吸收波长和强度差异显著，NIR谱提供了丰富的结构和组成信息，特别适用于碳氢有机物质的特性测量。

然而，NIR区域的吸收强度较弱，灵敏度有限，且吸收带宽且重叠。传统的定量分析方法如建立工作曲线面临挑战。化学计量学的发展为解决此问题提供了数学基础。其基本原理是，样品的组成决定了其光谱特征，反之亦然。通过建立光谱与待测参数之间的关系（分析模型），即使仅测得样品的光谱，也能通过模型快速获取质量参数。分析过程分为校正和预测两部分：

在校正阶段，收集大量代表性样品，测量其光谱并获取相关质量参数作为参考数据。通过化学计量学处理光谱数据，构建模型，将光谱与参考数据关联，形成映射。模型的适用性取决于样本数量、校正方法（如多元线性回归、主成分回归等）和分析精度要求。常用软件进行模型建立，遵循特定规范如ASTM6500。

在预测阶段，使用近红外光谱仪测量待测样品的光谱，软件会自动匹配模型库，选择最合适的模型计算出待测质量参数。