19
教你在種類繁多的近紅外光譜儀中間挑選適合自己的
由于近紅外光在常規光纖中有良好的傳輸特性，且其儀器較簡單、分析速度快、非破壞性和樣品制備量小、幾乎適合各類樣品(液體、粘稠體、涂層、粉末和固體)分析、多組分多通道同時測定等特點，成為在線分析儀表中的一枝奇葩。
從儀器獲得的光譜信息來看，有只測定幾個波長的專用儀器，也有可以測定整個近紅外譜區的研究型儀器；有的專用于測定短波段的近紅外光譜，也有的適用于測定長波段的近紅外光譜。較為常用的分類模式是依據儀器的分光形式進行的分類，可分為濾光片型、色散型(光柵、棱鏡)、傅里葉變換型等類型。
濾光片型近紅外光譜儀器以濾光片作為分光系統，即采用濾光片作為單色光器件。濾光片型近紅外光譜儀器可分為固定式濾光片和可調式濾光片兩種形式，其中固定濾光片型的儀器是近紅外光譜儀最早的設計形式。儀器工作時，由光源發出的光通過濾光片后得到一定寬帶的單色光，與樣品作用后到觸達檢測器。
該類型儀器優點
儀器的體積小，可以作為專用的便攜儀器；制造成本低，適于大面積推廣。
該類型儀器缺點
單色光的譜帶較寬，波長分辨率差；對溫濕度較為敏感；得不到連續光譜；不能對譜圖進行預處理，得到的信息量少。故只能作為較低檔的專用儀器。
色散型近紅外光譜儀
色散型近紅外光譜儀器的分光元件可以是棱鏡或光柵。為獲得較高分辨率，現代色散型儀器中多采用全息光柵作為分光元件，掃描型儀器通過光柵的轉動，使單色光按照波長的高低依次通過樣品，進入檢測器檢測。根據樣品的物態特性，可以選擇不同的樣品檢測器元件進行投射或反射分析。
該類型儀器的優點
使用掃描型近紅外光譜儀可對樣品進行全譜掃描，掃描的重復性和分辨率較濾光片型儀器有很大程度的提高，個別的色散型近紅外光譜儀還可以作為研究級儀器使用。
化學計量學在近紅外中的應用是現代近紅外分析的特征之一。采用全譜分析，可以從近紅外譜圖中提取大量的有用信息；通過合理的計量學方法將光譜數據與訓練集樣品的性質(組成、特性數據)相關聯可得到相應的校正模型；進而預測未知樣品的性質。
該類型儀器的缺點
光柵或反光鏡的機械軸承長時間連續使用容易磨損，影響波長的精度和重現性；由于機械部件較多，儀器的抗震性能較差；圖譜容易受到雜散光的干擾；掃描速度較慢，擴展性能差。由于使用外部標準樣品校正儀器，其分辨率、信噪比等指標雖然比濾光片型儀器有了很大的提高，但與傅里葉型儀器相比仍有質的區別。
傅里葉變換型近紅外光譜儀器
傅里葉變換近紅外分光光度計簡稱為傅里葉變換光譜儀，它利用干涉圖與光譜圖之間的對應關系，通過測量干涉圖并對干涉圖進行傅里葉積分變換的方法來測定和研究近紅外光譜。
其基本組成包括五部分
分析光發生系統，由光源、分束器、樣品等組成，用以產生負載了樣品信息的分析光；
以傳統的麥克爾遜干涉儀為代表的干涉儀，以及以后的各類改進型干涉儀，其作用是使光源發出的光分為兩束后，造成一定的光程差，用以產生空間(時間)域中表達的分析光，即干涉光；
檢測器，用以檢測干涉光；
采樣系統，通過數模轉換器把檢測器檢測到的干涉光數字化，并導入計算機系統；
計算機系統和顯示器，將樣品干涉光函數和光源干涉光函數分別經傅里葉變換為強度頻率分布圖，二者的比值即樣品的近紅外圖譜，并在顯示器中顯示。