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简析近红外谷物分析仪的基本工作原理

更新时间:2024-07-10      点击次数:191
  近红外谷物分析仪是一种利用近红外光谱技术对谷物进行快速、无损检测的仪器。它通过分析谷物反射的近红外光来测定谷物中的化学成分,如蛋白质、水分、脂肪、淀粉等。在农业、食品加工和质量控制等领域得到了广泛应用。以下是近红外谷物分析仪的基本工作原理:
 
  1、近红外光谱的产生:近红外光是介于可见光和中红外光之间的电磁波,波长范围大约在780nm到2500nm之间。当样品受到近红外光照射时,样品中的分子会吸收特定波长的光能,导致分子振动状态的改变。不同的化学成分会在不同的波长处产生吸收峰,这些吸收峰构成了样品的近红外光谱。
 
  2、光谱信息的采集:近红外谷物分析仪中的光源发出宽波段的近红外光,照射到谷物样品上。样品反射或透射的光被光谱仪的检测器接收,然后转换成电信号。这些电信号经过放大和数字化处理,形成样品的原始光谱数据。
 

近红外谷物分析仪

 

  3、数据处理与分析:获得的原始光谱数据包含了样品的化学信息,但也需要通过数学和统计方法进行处理。通常使用多元校正方法,如主成分回归(PCR)或偏最小二乘回归(PLSR),来建立光谱数据与化学成分浓度之间的关系模型。这些模型需要用一组已知成分浓度的样品(标准样品)进行校准,以确定最佳的数学模型参数。
 
  4、预测与量化:一旦建立了稳定的校准模型,就可以用它来预测未知样品的成分浓度。将未知样品的光谱数据输入到模型中,模型会输出对应的化学成分浓度。这样,就可以快速得到谷物中各种化学成分的含量,而无需进行繁琐的传统化学分析。
 
  总之,近红外谷物分析仪基于样品对近红外光的吸收特性,结合先进的数据处理技术,实现了对谷物成分的快速、准确分析。这种方法大大提高了谷物质量检测的效率,为农业生产和粮食加工提供了有力的技术支持。
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