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近紅外光譜分析原理
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）和近紅外長波（1100~2526nm）兩個區(qū)域,。
近紅外光譜主要是由于分子振動的非諧振性使分子振動從基態(tài)向高能級躍遷時產(chǎn)生的，記錄的主要是含氫基團Ｘ－Ｈ（Ｘ＝Ｃ,、Ｎ,、Ｏ）振動的倍頻和合頻吸收。不同基團（如甲基,、亞甲基,，苯環(huán)等）或同一基團在不同化學(xué)環(huán)境中的近紅外吸收波長與強度都有明顯差別,，NIR光譜具有豐富的結(jié)構(gòu)和組成信息，非常適合用于碳氫有機物質(zhì)的組成與性質(zhì)測量,。但在NIR區(qū)域,，吸收強度弱，靈敏度相對較低,，吸收帶較寬且重疊嚴重,。因此，依靠傳統(tǒng)的建立工作曲線方法進行定量分析是十分困難的,，化學(xué)計量學(xué)的發(fā)展為這一問題的解決奠定了數(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參數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系（稱為分析模型）,，那么,，只要測得樣品的光譜，通過光譜和上述對應(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)測兩個過程：
（1）在校正過程中，收集一定量有代表性的樣品（一般需要80個樣品以上）,，在測量其光譜圖的同時,，根據(jù)需要使用有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分析方法進行測量，得到樣品的各種質(zhì)量參數(shù),，稱之為參考數(shù)據(jù),。通過化學(xué)計量學(xué)對光譜進行處理，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,，但通過化學(xué)計量學(xué)處理得到的模型應(yīng)具有較強的普適性,。對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,，偏小二乘，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和拓撲方法等,。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)，與待測的性質(zhì)數(shù)據(jù)有關(guān),，還與測量所要求達到的分析精度范圍有關(guān),。實際應(yīng)用中，建立模型都是通過化學(xué)計量學(xué)軟件實現(xiàn)的,，并且有嚴格的規(guī)范（如ASTM-6500標(biāo)準(zhǔn)）,。
（2）在預(yù)測過程中，首先使用近紅外光譜儀測定待測樣品的光譜圖,，通過軟件自動對模型庫進行檢索,，選擇正確模型計算待測質(zhì)量參數(shù)。
近紅外光譜主要是由于分子振動的非諧振性使分子振動從基態(tài)向高能級躍遷時產(chǎn)生的，記錄的主要是含氫基團Ｘ－Ｈ（Ｘ＝Ｃ,、Ｎ,、Ｏ）振動的倍頻和合頻吸收。不同基團（如甲基,、亞甲基,，苯環(huán)等）或同一基團在不同化學(xué)環(huán)境中的近紅外吸收波長與強度都有明顯差別,，NIR光譜具有豐富的結(jié)構(gòu)和組成信息，非常適合用于碳氫有機物質(zhì)的組成與性質(zhì)測量,。但在NIR區(qū)域,，吸收強度弱，靈敏度相對較低,，吸收帶較寬且重疊嚴重,。因此，依靠傳統(tǒng)的建立工作曲線方法進行定量分析是十分困難的,，化學(xué)計量學(xué)的發(fā)展為這一問題的解決奠定了數(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參數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系（稱為分析模型）,，那么,，只要測得樣品的光譜，通過光譜和上述對應(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)測兩個過程：
（1）在校正過程中，收集一定量有代表性的樣品（一般需要80個樣品以上）,，在測量其光譜圖的同時,，根據(jù)需要使用有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分析方法進行測量，得到樣品的各種質(zhì)量參數(shù),，稱之為參考數(shù)據(jù),。通過化學(xué)計量學(xué)對光譜進行處理，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,，但通過化學(xué)計量學(xué)處理得到的模型應(yīng)具有較強的普適性,。對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,，偏小二乘，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和拓撲方法等,。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)，與待測的性質(zhì)數(shù)據(jù)有關(guān),，還與測量所要求達到的分析精度范圍有關(guān),。實際應(yīng)用中，建立模型都是通過化學(xué)計量學(xué)軟件實現(xiàn)的,，并且有嚴格的規(guī)范（如ASTM-6500標(biāo)準(zhǔn)）,。
（2）在預(yù)測過程中，首先使用近紅外光譜儀測定待測樣品的光譜圖,，通過軟件自動對模型庫進行檢索,，選擇正確模型計算待測質(zhì)量參數(shù)。