近紅外光譜主要是由于分子振動(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(chēng)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：
(1)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(chēng)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(chēng)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*小二乘，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和拓?fù)浞椒ǖ取ｏ@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)。
紅外光譜儀維修常見(jiàn)故障及排査方法導(dǎo)讀：
紅外光譜儀不能正常工作時(shí)，可先啟動(dòng)儀器自診斷功能，檢查儀器某些器件工作狀況，或者根據(jù)儀器的異?，F(xiàn)象，參照儀器使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行排查。
若發(fā)現(xiàn)是光譜儀硬件損壞，應(yīng)請(qǐng)專(zhuān)業(yè)維修工程師來(lái)現(xiàn)場(chǎng)處理，若無(wú)法查出故障原因，也應(yīng)及早與維修工程師溝通，及時(shí)傳遞儀器的故障信息。
以便工程師來(lái)現(xiàn)場(chǎng)維修之前能大概判定故障原因并準(zhǔn)備好所需的備品備件。
如果故障原因不是硬件問(wèn)題，可通過(guò)調(diào)整、重新設(shè)置光譜儀參數(shù)等技術(shù)操作解決的，可自行處理。
下面為一些常見(jiàn)故障及排査方法。
紅外光譜儀干涉圖能量低，導(dǎo)致信噪比不理想。
可能原因：
1.光路準(zhǔn)直未調(diào)節(jié)好或非智能紅外附件位置未調(diào)整到正確位置；
2.紅外光源已損壞或能量已衰竭
3.檢測(cè)器已損壞或MCT檢測(cè)器無(wú)液氮；
4.分束器損壞；
5.各種紅外反射鏡或紅外附件的鏡面太臟；
6.光闌孔徑太小或信號(hào)增益倍數(shù)太??；
7.圓光路中有衰減器。
排除方法：
1.啟動(dòng)光路自動(dòng)準(zhǔn)直程序，如果正在使用非智能紅外附件，則還需要人工準(zhǔn)直；
2.更換紅外光源；
3.請(qǐng)維修工程師檢查，必要時(shí)更換檢測(cè)器(檢測(cè)器損壞很有可能是由于受潮
引起，因此更換后應(yīng)注意保持儀器室的干燥，對(duì)于MCT檢測(cè)器可添加液氮再重
新檢查；
4.請(qǐng)維修工程師檢查，必要時(shí)更換分束器(分束器損壞很可能是由于受潮引
起或更換時(shí)碰撞產(chǎn)生裂痕引起，因此更換后應(yīng)注意保持儀器室的干燥，從儀器上取出或裝入時(shí)一定要非常小心)；
5.請(qǐng)維修工程師清洗；
6.重新設(shè)置光闌孔徑或信號(hào)增益倍數(shù)，使之處于適當(dāng)值；
7.取下光路中的衰減器。
紅外光譜儀光學(xué)臺(tái)未能工作，不能產(chǎn)生干涉圖：
可能原因：
1.分束器未固定好或已損壞；
2.計(jì)算機(jī)與光學(xué)臺(tái)未能連接；
3.控制電路板損壞；
4.光譜儀輸出電壓不正常；
5.操作軟件有問(wèn)題；
6.光譜儀室溫度過(guò)高或過(guò)低；
7.檢測(cè)器已完全損壞；
8.He-Ne激光器不工作或能量已較大衰減。
排除方法：
1.重新固定分束器，如分束器已損壞，請(qǐng)維修工程師檢查，必要時(shí)更換分束
器(分束器損壞很有可能是由于受潮引起或更換時(shí)碰撞產(chǎn)生裂痕引起，
應(yīng)注意保持儀器室的干燥，從儀器上取出或裝入時(shí)一定要非常小心)；
2.檢查計(jì)算機(jī)與光學(xué)臺(tái)連接口，鎖緊接口，重新啟動(dòng)光學(xué)臺(tái)和計(jì)算；
3.與維修工程師，或請(qǐng)維修工程師檢査，必要時(shí)更換控制電路板（更換后，要再次檢査穩(wěn)壓電源工作效率和儀器室電源有無(wú)問(wèn)題)；
4.檢査光譜儀面板上指示燈，有自診斷程序可啟動(dòng)診斷，檢查輸出電源是否正常，排查故障原因，并與維修工程師處理方法；
5重新安裝操作軟件；
6.過(guò)空調(diào)調(diào)控室溫；7.更換檢測(cè)器；
8.檢查He-Ne激光器工作是否正常，及時(shí)請(qǐng)維修工程師維修。
(3)干涉圖能量過(guò)高，導(dǎo)致溢出
可能原因：
1.光闌孔徑太大或信號(hào)増益倍數(shù)太高；
2.動(dòng)鏡移動(dòng)速度太慢。
排除方法：
1.重新設(shè)置光闌孔徑或信號(hào)增益倍數(shù)，使之處于適當(dāng)值；
2.重新設(shè)置動(dòng)鏡移動(dòng)速度。
傅里葉變換紅外光譜儀（FourierTransformInfraredSpectrometer，簡(jiǎn)寫(xiě)為FTIRSpectrometer）,簡(jiǎn)稱(chēng)為傅里葉紅外光譜儀，同于色散型紅外分光的原理，是基于對(duì)干涉后的紅外光進(jìn)行傅里葉變換的原理而開(kāi)發(fā)的紅外光譜儀；
主要由紅外光源、光闌、干涉儀（分束器、動(dòng)鏡、定鏡）、樣品室、檢測(cè)器以及各種紅外反射鏡、激光器、控制電路板和電源組成?？梢詫?duì)樣品進(jìn)行定性和定量分析，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥化工、地礦、石油、煤炭、環(huán)保、海關(guān)、寶石鑒定、刑偵鑒定等領(lǐng)域。
工作原理：
紅外線和可見(jiàn)光一樣都是電磁波，而紅外線是波長(zhǎng)介于可見(jiàn)光和微波之間的一段電磁波。
紅外光又可依據(jù)波長(zhǎng)范圍分成近紅外、中紅外和遠(yuǎn)紅外三個(gè)波區(qū)，其中中紅外區(qū)（2.5～25μm；4000～400cm-1）能很好地反映分子內(nèi)部所進(jìn)行的各種物理過(guò)程以及分子結(jié)構(gòu)方面的特征，對(duì)解決分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成中的各種問(wèn)題較為有效，因而中紅外區(qū)是紅外光譜中應(yīng)用廣泛的區(qū)域，一般所說(shuō)的紅外光譜大都是指這一范圍。
紅外光譜屬于吸收光譜，是由于化合物分子振動(dòng)時(shí)吸收特定波長(zhǎng)的紅外光而產(chǎn)生的，化學(xué)鍵振動(dòng)所吸收的紅外光的波長(zhǎng)取決于化學(xué)鍵動(dòng)常數(shù)和連接在兩端的原子折合質(zhì)量，也就是取決于的結(jié)構(gòu)特征。
這就是紅外光譜測(cè)定化合物結(jié)構(gòu)的理論依據(jù)。
紅外光譜作為“分子的指紋”廣泛的用于分子結(jié)構(gòu)和物質(zhì)化學(xué)組成的研究。
根據(jù)分子對(duì)紅外光吸收后得到譜帶頻率的位置、強(qiáng)度、形狀以及吸收譜帶和溫度、聚集狀態(tài)等的關(guān)系便可以確定分子的空間構(gòu)型，求出化學(xué)建的力常數(shù)、鍵長(zhǎng)和鍵角。
從光譜分析的角度看主要是利用特征吸收譜帶的頻率推斷分子中存在某一基團(tuán)或鍵，由特征吸收譜帶頻率的變化推測(cè)臨近的基團(tuán)或鍵，進(jìn)而確定分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，當(dāng)然也可由特征吸收譜帶強(qiáng)度的改變對(duì)混合物及化合物進(jìn)行定量分析。
而鑒于紅外光譜的應(yīng)用廣泛性,繪出紅外光譜的紅外光譜儀也成了科學(xué)家們的重點(diǎn)研究對(duì)象。
傅立葉變換紅外（FT-IR）光譜儀是根據(jù)光的相干性原理設(shè)計(jì)的，因此是一種干涉型光譜儀，它主要由光源（硅碳棒，高壓汞燈），干涉儀，檢測(cè)器，計(jì)算機(jī)和記錄系統(tǒng)組成；
大多數(shù)傅立葉變換紅外光譜儀使用了邁克爾遜（Michelson）干涉儀，因此實(shí)驗(yàn)測(cè)量的原始光譜圖是光源的干涉圖，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)干涉圖進(jìn)行快速傅立葉變換計(jì)算，從而得到以波長(zhǎng)或波數(shù)為函數(shù)的光譜圖；
因此，譜圖稱(chēng)為傅立葉變換紅外光譜，儀器稱(chēng)為傅立葉變換紅外光譜儀。
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