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紅外光譜儀發(fā)展歷史
按照采用的分光元件不同,如:濾光片、棱鏡、光柵等,近紅外光譜可以做如下的區(qū)分:
1)、起初階段:濾光片型近紅外光譜儀器
以濾光片為單色器件的近紅外光譜儀,作用機理為光源發(fā)出的光通過濾光片后得到一寬帶的單色光,與樣品作用形成檢測信號。按照濾光片是否固定,可分為固定式濾光片和可調(diào)式濾光片。其中,固定濾光片型的儀器是近紅外光譜儀較早的設(shè)計形式。
缺點:譜帶較寬,波長分辨率差,得不到連續(xù)光譜,不能對譜圖進行預(yù)處理,信息量少,可作為低檔儀器。但是,儀器體積小、便于攜帶、成本低、適宜大面積推廣。
2)、發(fā)展階段:色散型近紅外光譜儀器:首代棱鏡型近紅外光譜儀器,第二代光柵型近紅外光譜儀。
以棱鏡或光柵為分光元件的近紅外光譜儀:為獲得較高分辨率,采用全息光柵作為分光元件,通過光柵的轉(zhuǎn)動,使單色光按照波長的高低依次通過樣品,進入檢測器檢測。色散型紅外光譜儀器較濾光片型紅外光譜儀器有進步。
缺點:波長精度、重現(xiàn)性差,圖譜易受雜散光干擾,掃描速度慢,不易與其他儀器如:GC、HPLC擴展使用,抗震性差。但是,掃描型近紅外光譜儀可對樣品進行全譜掃描,掃描的重復(fù)性和分辨率叫濾光片型儀器有很大程度的提高。
首代棱鏡型近紅外光譜儀器基本淘汰,第二代光柵型近紅外光譜儀工藝成熟、已經(jīng)國產(chǎn)化,且價格較低,一些實用要求不高的領(lǐng)域仍然有使用市場。
3)、成熟階段:基于光干涉原理設(shè)計的傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR),特別是與其他測試儀器的聯(lián)用,是新興發(fā)展的重要方向。
濾光片型近紅外光譜儀器是起初階段、色散型近紅外光譜儀器是紅外光譜發(fā)展階段,傅里葉變換紅外分光光度計(FT-IR)才是現(xiàn)階段紅外光譜的成熟產(chǎn)品。 現(xiàn)階段,高分子材料分析中,使用頻率較多,范圍較廣的紅外光譜儀為傅里葉紅外光譜儀(FT-IR)。
一文秒懂紅外光譜儀
近年來由于分析檢測技術(shù)的快速發(fā)展
紅外光譜技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的拓展
紅外光譜儀在實驗儀中占據(jù)了重要位置
一般分為兩類,一種是光柵掃描的,很少使用
另一種是邁克爾遜干涉儀掃描的,
稱為傅立葉變換紅外光譜
這是目前很廣泛使用的
紅外光譜儀是利用物質(zhì)對不同波長的紅外輻射的吸收特性,進行分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成分析的儀器。紅外色譜儀的結(jié)構(gòu)主要包括了光源、分光系統(tǒng)、樣品池以及檢測系統(tǒng)四個部分。
近紅外光譜儀分析
在過程分析中的應(yīng)用近紅外分析技術(shù)因其可運用于復(fù)雜背景下樣品的多組分、瞬態(tài)分析和結(jié)合現(xiàn)代光纖技術(shù)進行可實現(xiàn)現(xiàn)場遙測而不破壞樣品和干擾生產(chǎn)過程等特點,使其在工業(yè)現(xiàn)場控制中得到了廣泛的應(yīng)用。在化工生產(chǎn)過程中,一些高分子材料的成分如水分含量和揮發(fā)分溶劑的含量直接影響生產(chǎn)的工藝過程、產(chǎn)品的質(zhì)量以及性能。 任芊應(yīng)用近紅外法在線檢測了高分子材料中水分和乙醇含量,探討了在工業(yè)生產(chǎn)中高分子材料的多組分在線成分分析系統(tǒng)。該研究證明了測試系統(tǒng)的可行性。
紅外光譜儀分析測量結(jié)果
依據(jù)測量數(shù)據(jù)文件對被測樣品作出分析,給出被測樣品的成分分析結(jié)果。計算機測控系統(tǒng)的使用已使光譜儀成功地用于一些要求在現(xiàn)場快速成分分析的地方,例如爐前快速成分分析等。在現(xiàn)場快速成分分析系統(tǒng)主體是一個半自動全封閉的光譜實驗室,它由實驗室箱體、快速取樣和自動磨樣機、發(fā)射光譜儀、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)傳輸終端五部分組成。實驗室箱體是專門設(shè)計的,具有防震、防塵、 防電磁干擾等性能, 使其可以在工業(yè)現(xiàn)場使用,快速取樣和自動磨樣機使其可以滿足在現(xiàn)場快速成分分析的要求;數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)傳輸終端將成分分析數(shù)據(jù)迅速傳輸給中心計算機。以上各種分析設(shè)備幾乎都是在計算機采集和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)控制下工作。這些計算機系統(tǒng)都提供了不同的設(shè)備控制、數(shù)據(jù)處理分析軟件,功能非常強大,對檢測結(jié)果的分析精度和詳盡程度是過去人工分析很難辦到的。其數(shù)據(jù)處理軟件主要包括:計算、模擬軟件、數(shù)據(jù)分析、圖像分析軟件、設(shè)備控制軟件等。