近红外光谱分析仪是一种利用物质在近红外光谱区域的吸收特性来进行定性和定量分析的仪器。其工作原理主要包括以下几个方面:
1、近红外光谱的产生:近红外光谱是指波长在780nm-2500nm范围内的电磁波。当物质受到近红外光照射时,分子中的化学键会发生振动和转动,吸收特定波长的光能,形成吸收峰。这些吸收峰与物质的结构和组成有关,因此可以通过分析近红外光谱来获取物质的信息。
2、光源:
近红外光谱分析仪的光源通常采用卤素灯或钨丝灯等连续光谱光源。这些光源能够产生覆盖近红外光谱区域的宽范围光谱。光源发出的光经过单色器进行分光,得到单一波长的光。
3、样品池:样品池是用于放置待测样品的容器,通常采用玻璃或石英制成。样品池的设计要求能够保证光路的稳定性和样品的均匀性,以减小测量误差。
4、探测器:近红外光谱分析仪的探测器通常采用光电二极管、光电导探测器或热电堆等。探测器的作用是将经过样品吸收后的光信号转换为电信号,以便后续处理和分析。
5、信号处理与分析:探测器输出的电信号经过放大、滤波等处理后,输入到计算机或专用的信号处理系统进行分析。通过对光谱数据进行处理,可以得到样品的吸光度、透光率等参数,进而计算出样品中各组分的浓度。
6、定量与定性分析:吸光度与溶液中溶质的浓度成正比,通过测量吸光度可以定量分析溶液中溶质的浓度。同时,由于不同物质在近红外光谱区域具有不同的吸收特性,可以通过对比已知物质的光谱数据库,实现对未知物质的定性分析。
总之,近红外光谱分析仪的工作原理是利用物质在近红外光谱区域的吸收特性,通过测量吸光度或透光率等参数,实现对物质的定性和定量分析。具有快速、非破坏性、无需复杂前处理等优点,广泛应用于化工、制药、食品、农业等领域。