近紅外光譜儀主要是依靠近紅外光譜原理來(lái)進(jìn)來(lái)一系列的測(cè)量，而近紅外光譜又是由于分子振動(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：
?。?）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，偏最小二乘，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和拓?fù)浞椒ǖ取?br/> 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ASTM6500標(biāo)準(zhǔn)）。
（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)。
近紅外光譜儀主要廣泛應(yīng)用于對(duì)液體狀樣品的化學(xué)、物理性質(zhì)作定量分析，由于儀器在常規(guī)光纖中有良好的傳輸性，且儀器簡(jiǎn)單、分析速度快、對(duì)樣品不會(huì)造成破壞、測(cè)試時(shí)對(duì)樣品需求小等優(yōu)點(diǎn)，在在線分析中得到廣泛使用。
在操作近紅外光譜儀的過(guò)程中要注意以下事項(xiàng)：
1、近紅外光譜區(qū)范圍為780~2526nm，是介于可見(jiàn)光和中紅外光之間的電磁波，在檢測(cè)樣品前首先要了解測(cè)試光譜的范圍。
2、在使用前還要對(duì)儀器進(jìn)行校正，近紅外光譜儀的校正相對(duì)比較麻煩，為了得出準(zhǔn)確的數(shù)值，一般需要80個(gè)以上的代表性樣品用來(lái)進(jìn)行校正，這一步驟通常稱為模型建立。
3、在檢測(cè)過(guò)程中，首先用近紅外光譜儀測(cè)定樣品的光譜區(qū)，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)樣品質(zhì)量參數(shù)。
近紅外光譜分析儀是利用氣體或液體對(duì)紅外線進(jìn)行選擇性吸收的原理制成的一種分析儀表，它具有靈敏度高反應(yīng)速度快分析范圍寬選擇性好抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于石油化工冶金等工業(yè)生產(chǎn)中。
近紅外光譜分析儀的光源是采用上下兩個(gè)電極的方法，通上電流，電極之間就形成一個(gè)火花式光譜儀光源。
在這火花式光譜儀光源中，電極之間空氣或其他氣體一般處于大氣壓力。
因此放電是在充有氣體的電極之間發(fā)生，是依靠電極間流過(guò)的電流使氣體發(fā)光，是建立在氣體放電的基礎(chǔ)上。
低壓火花以及控波型光譜分析儀光源是在電容電場(chǎng)作用下，采用控制氣氛中放電；
火花 光譜分析儀光源是在直流電場(chǎng)作用下，稀薄控制氣氛中放電；等離子體火花式光譜儀光源是在射頻電磁場(chǎng)作用下控制氣氛中放電（電極之間的電壓以及電流的關(guān)系不遵守歐姆定律的）。
光譜分析儀光源的作用是將待測(cè)元素變成氣體狀態(tài)，而后激發(fā)成光譜，根據(jù)該元素譜線強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成光電流，由計(jì)算機(jī)控制的測(cè)光系統(tǒng)按譜線的強(qiáng)度換算成元素的含量。
光源作用的這種動(dòng)態(tài)過(guò)程，就是將樣品由固態(tài)變成氣態(tài)，其中一部份元素激發(fā)而發(fā)射光譜，而這些氣態(tài)的樣品又不斷地向四周擴(kuò)散，分析間隙的氣態(tài)樣品也在不斷更新，以求達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)火花光譜分析儀光源激發(fā)一定時(shí)間后，蒸氣云中待測(cè)元素濃度增大，只有蒸氣云中濃度足夠大，才能得到大的光電信號(hào)。
近紅外光譜分析儀是否穩(wěn)定正常地運(yùn)行，直接影響到儀器測(cè)定數(shù)據(jù)的好壞，如果氣路中有水珠、機(jī)械雜物雜屑等都會(huì)造成氣流不穩(wěn)定，因此，對(duì)氣體控制系統(tǒng)要經(jīng)常進(jìn)行檢查和維護(hù)。
首先要做試驗(yàn)，打開控制系統(tǒng)的電源開關(guān)，使電磁閥處于工作狀態(tài)，然后開啟氣瓶及減壓閥，使氣體壓力指示在額定值上，然后關(guān)閉氣瓶，觀察減壓閥上的壓力表指針，應(yīng)在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)沒(méi)有下降或下降很少，否則氣路中有漏氣現(xiàn)象，需要檢查和排除。
近紅外光譜分析儀保養(yǎng)工作做得好，就能夠延長(zhǎng)使用壽命，可以把工作做得更好。
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