近紅外光譜儀器不管按何種方式設計,一般由光源、分光系統、測樣器件、檢測器、數據處理系統和記錄儀(或打印機)等6部分構成。其分類(lèi)方式比較多,但市場(chǎng)上分類(lèi)主要還是按照儀器的分光器件不同來(lái)分,一般可分為4種主要類(lèi)型:濾光片型、光柵色散型、傅立葉變換型和聲光調制濾光器型。其中光柵色散型又有光柵掃描單通道和非掃描固定光路多通道檢測之分了。
濾光片型近紅外光譜儀器可分為固定濾光片和可調濾光片兩種形式。固定濾光片型光譜儀是近紅外光譜儀器的早設計形式,這種儀器首先要根據測定樣品的光譜特征選擇適當波長(cháng)的濾光片。該類(lèi)型儀器的特點(diǎn)是設計簡(jiǎn)單、成本低、光通量大、信號記錄快、堅固耐用。但這類(lèi)儀器只能在單一波長(cháng)下測定,靈活性較差,如樣品的基體發(fā)生變化,往往會(huì )引起較大的測量誤差??烧{濾光片型光譜儀采用濾光輪,可以根據需要比較方便地在一個(gè)或幾個(gè)波長(cháng)下進(jìn)行測定。這種儀器一般作專(zhuān)用分析,如糧食水分測定儀。由于濾光片數量有限,很難分析復雜體系的樣品。
光柵色散型近紅外光譜儀器通過(guò)光柵的轉動(dòng),使單色光按波長(cháng)高低依次通過(guò)測樣器件,與樣品作用后,進(jìn)入檢測器檢測。與濾光片型的近紅外光譜儀器相比,色散型近紅外光譜儀器具有可實(shí)現全譜掃描、分辨率較高、儀器價(jià)位適中和便于維護等優(yōu)點(diǎn),其大的弱點(diǎn)是光柵或反光鏡的機械軸承長(cháng)時(shí)間連續使用容易磨損,影響波長(cháng)的精度和重現性,抗震性較差,一般不適合作為過(guò)程分析儀器使用。
傅立葉變換型紅外光譜技術(shù)是利用干涉圖和光譜圖之間的對應關(guān)系,通過(guò)測量干涉圖和對干涉圖進(jìn)行傅立葉積分變換的方法來(lái)測定和研究光譜的技術(shù)。與傳統的色散型光譜儀相比,傅立葉變換光譜儀能同時(shí)測量、記錄所有波長(cháng)的信號,并以更高的效率采集來(lái)自光源的輻射能量,具有更高的波長(cháng)精度、分辨率和信噪比。但由于干涉儀中動(dòng)鏡的存在,儀器的在線(xiàn)長(cháng)久可靠性受到一定的限制,另外對儀器的使用和放置環(huán)境也有較高的要求。
聲光可調濾光器(Acousto-optic Tunable Filter,縮寫(xiě)為 AOTF)是利用超聲波與特定的晶體作用而產(chǎn)生分光的光電器件。用AOTF作為分光系統,被認為是90年代近紅外光譜儀器突出的進(jìn)展。與傳統的單色器相比,采用聲光調制產(chǎn)生單色光,即通過(guò)超聲射頻的變化實(shí)現光譜掃描。光學(xué)系統無(wú)移動(dòng)部件,波長(cháng)切換快、重現性好,程序化的波長(cháng)控制使這類(lèi)儀器的應用具有更大的靈活性。聲光可調濾光器近紅外光譜儀器的這些優(yōu)點(diǎn)使其近年來(lái)在工業(yè)在線(xiàn)中得到越來(lái)越多的應用。但目前這類(lèi)儀器的分辨率相對較低,價(jià)格也較貴。
如何選擇一臺合適的近紅外光譜儀器?因為對某一特定的儀器所提出的各項要求是隨著(zhù)所需要解決的具體問(wèn)題的不同而有所差異的,適合的才是好儀器!
那么,您可以從以下性能評判儀器是否適合你的需要:可靠性;多樣性;快速性;靈敏性;可分辨性;在線(xiàn)持久性;模型可轉換性;波長(cháng)準確,光譜穩定性好;提供多種測樣方式,波長(cháng)范圍寬;快速掃描系統,多功能計量學(xué)軟件;信噪比高;分辨率高;可靠樣品導入系統,儀器無(wú)運動(dòng)部件;波長(cháng)準確,光譜穩定;以上。
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