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紅外光譜分析原理及優(yōu)勢(shì)
閱讀：7133 發(fā)布時(shí)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(qū)的波長(zhǎng)范圍為780~2526nm（12820～3959cm-1）,，習(xí)慣上又將近紅外區(qū)劃分為近紅外短波（780~1100nm）和近紅外長(zhǎng)波（1100~2526nm）兩個(gè)區(qū)域,。 近紅外光譜主要是由于分子振動(dòng)的非諧振性使分子振動(dòng)從基態(tài)向高能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，記錄的主要是含氫基團(tuán)Ｘ－Ｈ（Ｘ＝Ｃ,、Ｎ,、Ｏ）振動(dòng)的倍頻和合頻吸收。不同基團(tuán)（如甲基,、亞甲基,，苯環(huán)等）或同一基團(tuán)在不同化學(xué)環(huán)境中的近紅外吸收波長(zhǎng)與強(qiáng)度都有明顯差別，NIR光譜具有豐富的結(jié)構(gòu)和組成信息,，非常適合用于碳?xì)溆袡C(jī)物質(zhì)的組成與性質(zhì)測(cè)量,。但在NIR區(qū)域，吸收強(qiáng)度弱,，靈敏度相對(duì)較低,，吸收帶較寬且重疊嚴(yán)重。 因此,，依靠傳統(tǒng)的建立工作曲線方法進(jìn)行定量分析是十分困難的,，化學(xué)計(jì)量學(xué)的發(fā)展為這一問(wèn)題的解決奠定了數(shù)學(xué)基礎(chǔ),。 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(cè)參數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系（稱為分析模型）,，那么，只要測(cè)得樣品的光譜,，通過(guò)光譜和上述對(duì)應(yīng)關(guān)系,，就能很快得到所需要的質(zhì)量參數(shù)數(shù)據(jù)。分析方法包括校正和預(yù)測(cè)兩個(gè)過(guò)程：# （1）在校正過(guò)程中,，收集一定量有代表性的樣品（一般需要80個(gè)樣品以上）,，在測(cè)量其光譜圖的同時(shí)，根據(jù)需要使用有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分析方法進(jìn)行測(cè)量,，得到樣品的各種質(zhì)量參數(shù),，稱之為參考數(shù)據(jù)。通過(guò)化學(xué)計(jì)量學(xué)對(duì)光譜進(jìn)行處理,，并將其與參考數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián),，這樣在光譜圖和其參考數(shù)據(jù)之間建立起一一對(duì)應(yīng)映射關(guān)系，通常稱之為模型,。雖然建立模型所使用的樣本數(shù)目很有限,，但通過(guò)化學(xué)計(jì)量學(xué)處理得到的模型應(yīng)具有較強(qiáng)的普適性。對(duì)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(zhì)關(guān)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)和拓?fù)浞椒ǖ?。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(guān),，與待測(cè)的性質(zhì)數(shù)據(jù)有關(guān)，還與測(cè)量所要求達(dá)到的分析精度范圍有關(guān),。實(shí)際應(yīng)用中,，建立模型都是通過(guò)化學(xué)計(jì)量學(xué)軟件實(shí)現(xiàn)的，并且有嚴(yán)格的規(guī)范（如ASTM-6500標(biāo)準(zhǔn)）,。AHil （2）在預(yù)測(cè)過(guò)程中,，首先使用近紅外光譜儀測(cè)定待測(cè)樣品的光譜圖，通過(guò)軟件自動(dòng)對(duì)模型庫(kù)進(jìn)行檢索,，選擇正確模型計(jì)算待測(cè)質(zhì)量參數(shù),。&F]_8 優(yōu)勢(shì)©清潔能源網(wǎng)（社區(qū)） -- 本站主域名：WWW.CECLUB.CN ,本站論壇討論主要圍繞清潔能源技術(shù),、潔凈煤技術(shù)、計(jì)算流體力學(xué)應(yīng)用與工程仿真技術(shù),、能源與環(huán)境工程技術(shù),、熱能與動(dòng)力工程技術(shù)、節(jié)能技術(shù)與節(jié)能政策,、實(shí)驗(yàn)技術(shù)及測(cè)量技術(shù)相關(guān)主題展開,，論壇定位為專業(yè)技術(shù)論壇?！ ?pV 樣品無(wú)須預(yù)處理可直接測(cè)量：近紅外光譜測(cè)量方式有透射,、反射和漫反射多種形式，適合測(cè)量液體,、固體和漿狀等形式的樣品,，因此，用途很廣,。zui大的優(yōu)點(diǎn)就是無(wú)須對(duì)樣品進(jìn)行任何預(yù)處理,，如汽油可直接倒入測(cè)量杯中或?qū)⒐饫w探頭直接插入汽油中進(jìn)行測(cè)量，操作非常方便,，幾秒鐘內(nèi)完成光譜掃描,。kS<>" 光纖遠(yuǎn)距離測(cè)量：近紅外光可以通過(guò)光纖進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，可以實(shí)現(xiàn)距光譜儀以外的遠(yuǎn)距離測(cè)量,，可將測(cè)量探頭或流通池直接安裝到生產(chǎn)裝置的管線,，實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量，或環(huán)境苛刻以及危險(xiǎn)的地方的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量,。8#jF( 一臺(tái)在線近紅外光譜儀可以外接多路（2~10路）光纖回路,，實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)生產(chǎn)裝置的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的物料在線測(cè)量。在線測(cè)量數(shù)據(jù)可直接輸送到DCS或*控制系統(tǒng),，為生產(chǎn)的優(yōu)化及時(shí)提供油品的質(zhì)量參數(shù),。與其它在線測(cè)量?jī)x表提供的參數(shù)（如壓力、流量和溫度等變量）相比,，在線近紅外分析提供的數(shù)據(jù)（如組成或性質(zhì)）是直接質(zhì)量參數(shù),，對(duì)生產(chǎn)的優(yōu)化提供更準(zhǔn)確和有益的參考信息。R8Bd 近紅外分析與常規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)分析方法配合使用,，起到雙方互補(bǔ)的作用,，不僅能夠及時(shí)向生產(chǎn)控制部門提供分析數(shù)據(jù)，同時(shí)也節(jié)省了大量分析化驗(yàn)費(fèi)用（包括人力,、設(shè)備,，和試劑等）；在線近紅外分析與DCS連接，直接給控制系統(tǒng)提供數(shù)據(jù),，據(jù)此進(jìn)行生產(chǎn)優(yōu)化得到的經(jīng)濟(jì)效益是巨大的,；與其它在線儀表相比，近紅外光譜儀運(yùn)行故障率和消耗均很低,。 說(shuō)明本資料來(lái)自網(wǎng)上,！