近红外光谱分析技术的发展现状
当今的近红外光谱仪通常采用以下六种架构:
固定滤波器:这类仪器基于固定数量的波长进行测量,每种波长对应滤光轮上特定的滤光片。滤光轮在不同滤光片之间转动时进行读数。
旋转光栅/棱镜:这类仪器利用电机在单点探测器上移动光栅分散的输出(波长)。
FT-NIR:这类仪器利用迈克耳孙干涉仪技术的傅立叶交换性质,通过移动的镜面创造能够
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近红外光谱分析技术的发展现状
当今的近红外光谱仪通常采用以下六种架构:
固定滤波器:这类仪器基于固定数量的波长进行测量,每种波长对应滤光轮上特定的滤光片。滤光轮在不同滤光片之间转动时进行读数。
旋转光栅/棱镜:这类仪器利用电机在单点探测器上移动光栅分散的输出(波长)。
FT-NIR:这类仪器利用迈克耳孙干涉仪技术的傅立叶交换性质,通过移动的镜面创造能够与某个光谱形成数学相关的干涉图样。
线阵探测器:这类仪器利用光栅在元素数量为256或512以上的一维线性像素阵列上分散波长。
线性渐变滤光器:这类仪器利用线阵探测器前的渐变滤光元素,使特定波长能够影响每个像素元素。
DLP技术:数字微镜器件(DMD)将光栅分散的光反射到单个像素探测器上。DMD可编程,且灵活度高,因此可按照任何顺序或不同分辨率对波长进行采样。整个过程只需一次扫描即可完成。
现在的近红外光谱仪比前几代产品要得多,具有微处理器控制、高精A/D采样、光谱电算化(带统计分析)等特性。不同架构的使用模型也有所不同:
实验室型:通常为的大型通用仪器。处理光谱数据的计算机可以是实验室内部设备,也可以是通过以太网或USB互联的远程设备。这些计算机可对海量数据进行处理,并在数秒之内完成与分布式参考库的对比。
便携型:便携式NIR光谱仪外形同实验室小型版本类似,可以移动,通常配备110V交流电源或12V带反相器电源,体积通常比午餐盒略大一些,可以放在卡车后挡板上,以供现场或工业环境(例如农场或矿区)中使用。
联机型:这类专门化设备用于监测工厂环境,通常具有特定用途。工厂安装可能会在一条装配线上包含多台光谱仪,通过以太网或无线网连接到主控制设施。
手持型:手持式光谱仪的生产受到了广泛关注,其特征是真正实现了便携化,非常便于用户使用。目前已推出电池供电式产品,体积与大型手钻相近。这类产品的好处是,非常便携,而且依靠内置电源可以远途使用。
近红外光谱仪的技术优势
样品无须预处理可直接测量:近红外光谱测量方式有透射、反射和漫反射多种形式,适合测量液体、固体和浆状等形式的样品,因此,用途很广。优点就是无须对样品进行任何预处理,如可直接倒入测量杯中或将光纤探头直接插入中进行测量,操作非常方便,几秒钟内完成光谱扫描。这给微处理器和电脑带来了革命性的变化,从而能够更好地控制光谱仪和处理光谱数据。
光纤远距离测量:近红外光可以通过光纤进行远距离传输,可以实现距光谱仪以外的远距离测量,可将测量探头或流通池直接安装到生产装置的管线,实现在线测量,或环境苛刻以及危险的地方的现场测量。一台在线近红外光谱仪可以外接多路(2~10 路)光纤回路,实现同时对生产装置的多个测量点的物料在线测量。在线测量数据可直接输送到 DCS 或控制系统,为生产的优化及时提供油品的质量参数。与其它在线测量仪表提供的参数(如压力、流量和温度等变量)相比,在线近红外分析提供的数据(如组成或性质)是直接质量参数,对生产的优化提供更准确和有益的参考信息。近红外分析与常规的标准分析方法配合使用,起到双方互补的作用,不仅能够及时向生产控制部门提供分析数据,同时也节省了大量分析化验费用(包括人力、设备,和试剂等);一般来讲,单类纯样本由于样本性质稳定,含化学信息量相对少,因此定标相对容易,如玉米、小麦、大豆等纯样。在线近红外分析与 DCS 连接,直接给控制系统提供数据,据此进行生产优化得到的经济效益是巨大的;与其它在线仪表相比,近红外光谱仪运行故障率和消耗均很低。
近红外光谱仪应用必须特别注意的事宜
留意要符合要求的自然环境标准来应用,非常值得我相信的近红外光谱仪生产厂家提示要留意实验室的温度及其空气湿度都需要在规范范畴之内,常用开关电源应配备有稳压管设备和电线接头。为了更好地更快的严格把关这种标准,红外线实验室的空间不必很大,能摆得下务必的设备就可以,但房间内一定要有去湿设备。也有实验室里的CO2含量不可以太高,因而实验室里的总数应尽量避免,不相干工作人员不必进到,还需要留意适度通风换气。FT-NIR:这类仪器利用迈克耳孙干涉仪技术的傅立叶交换性质,通过移动的镜面创造能够与某个光谱形成数学相关的干涉图样。
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