近紅外制冷光譜儀的光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成與工作原理解析

更新時(shí)間：2024-05-14

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　　近紅外制冷光譜儀是一種重要的分析測(cè)試儀器，它利用近紅外區(qū)域的光譜信息來對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性及定量分析。其工作原理主要基于分子振動(dòng)的諧振吸收和發(fā)射。在近紅外區(qū)域，大多數(shù)有機(jī)化合物的分子會(huì)表現(xiàn)出特征性的吸收峰，這些吸收峰與分子中的氫原子有關(guān)，如CH、OH、NH等基團(tuán)的振動(dòng)。

　　一、光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成：

　　1.光源：為儀器提供連續(xù)或脈沖的近紅外輻射。

　　2.分光元件：通常是一個(gè)光柵或者干涉儀，用于將光源發(fā)出的復(fù)合光分解成不同波長(zhǎng)的單色光，并且將其按波長(zhǎng)順序排列。

　　3.光束整形元件：包括透鏡、狹縫等，用于調(diào)整光束的形狀和大小，確保光均勻地照射到樣品上。

　　4.樣品室：放置待測(cè)樣品的位置，樣品可以是固體、液體或氣體。

　　5.探測(cè)器：檢測(cè)經(jīng)過樣品后的光信號(hào)變化，一般為光電探測(cè)器，如銦鎵砷探測(cè)器等。

　　6.信號(hào)處理系統(tǒng)：對(duì)探測(cè)器收集到的信號(hào)進(jìn)行放大、轉(zhuǎn)換和分析，以獲得光譜數(shù)據(jù)。

　　二、工作原理解析：

　　工作過程可以分為以下幾個(gè)步驟：

　　a.光源產(chǎn)生的近紅外輻射通過分光元件變成單色光。

　　b.單色光通過光束整形元件調(diào)整后照射到樣品上。

　　c.樣品分子吸收特定波長(zhǎng)的近紅外光，產(chǎn)生特征性的振動(dòng)。

　　d.探測(cè)器捕捉到通過樣品后的光信號(hào)，這個(gè)信號(hào)由于樣品分子的振動(dòng)而發(fā)生改變。

　　e.信號(hào)處理系統(tǒng)將探測(cè)器接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)化為可用的光譜數(shù)據(jù)。

　　f.數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，如通過標(biāo)準(zhǔn)校正模型進(jìn)行定量分析或定性分析。

　　近紅外制冷光譜儀的優(yōu)點(diǎn)在于分析速度快、樣品無需特殊預(yù)處理、無損檢測(cè)等。因此，它被廣泛應(yīng)用于食品質(zhì)量檢測(cè)、藥品成分分析、石油化工產(chǎn)品檢驗(yàn)以及農(nóng)業(yè)、生物等多個(gè)領(lǐng)域。