近紅外光譜儀是一種分析儀器，它通過分析近紅外光照射物體所獲得的吸收光譜和透射光譜來進行分析。

近紅外輻射的吸收率遠低于中紅外和遠紅外輻射，因此無需切片等預處理即可進行無損檢測。它可以快速測量水分含量和成分，廣泛應用于化學和食品等領域。

近紅外光譜設備的應用

近紅外光譜儀無需預處理即可進行無損檢測。它廣泛應用于各個領域，用于分析材料的含水量和成分。其主要應用實例如下。

• 研究與開發(fā)：材料結(jié)構(gòu)分析和化學反應監(jiān)測。

• 食品：分析食品成分，如水分、脂肪和蛋白質(zhì)，并進行質(zhì)量控制。

• 藥品和化學品（聚合物等）：原材料驗證和產(chǎn)品均勻性評價。

• 農(nóng)業(yè)：作物組成分析

近紅外光譜儀是一種用于測量、原材料驗收測試以及各種制造環(huán)境中的質(zhì)量控制的有用儀器。

近紅外光譜儀原理

1. 近紅外光譜

近紅外光（NIR）是指波長約為 800–2,500 nm（波數(shù) 12,500–4,000 cm?1 ）的光。該波段恰好位于可見光波段和中紅外光波段之間。

紅外光譜和近紅外光譜是分析分子振動引起的紅外吸收的光譜技術(shù)。由于分子內(nèi)原子間的化學鍵會根據(jù)鍵的類型表現(xiàn)出不同的伸縮振動，因此可以通過檢測吸收的紅外輻射的波數(shù)來確定官能團的類型。

分子通過吸收紅外光從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，存在三種可能的過渡態(tài)：

• 基頻：從基態(tài)到激發(fā)態(tài)的轉(zhuǎn)變，其中一個量子數(shù)為 1。

• 諧波：基態(tài)和激發(fā)態(tài)之間的躍遷，其中只有一個量子數(shù)大于或等于 2。

• 耦合音：基態(tài)與兩個或多個量子數(shù)大于等于 1 的激發(fā)態(tài)之間的躍遷。

近紅外光譜主要研究諧波和合成音。由于眾多諧波和合成音相互疊加，導致譜帶歸屬困難，因此分析通常采用群頻率的概念。

2. 近紅外光譜儀的特點

近紅外光譜儀的優(yōu)點是不需要樣品預處理，可以測量樣品的自然狀態(tài)。

該檢測器測量由于樣品吸收（或反射）而導致入射紅外輻射強度降低的程度。所得紅外光譜（紅外吸收光譜）以入射紅外輻射的波數(shù)（單位：cm?1 ，讀作：Kaiser）為橫坐標，透射率%T為縱坐標繪制而成。

在定量分析中，校準曲線是利用統(tǒng)計方法建立的。主成分回歸分析和偏最小二乘回歸是常用的定量模型，用于建立校準曲線。

近紅外光譜儀的類型

近紅外光譜儀包括色散型和傅里葉變換近紅外光譜儀（FT-NIR）。通常，傅里葉變換型更為常用。

1. 去中心化

在色散近紅外光譜系統(tǒng)中，光譜儀中使用衍射光柵來分散穿過樣品后的光線，然后由探測器依次檢測每個波長。

2. 傅里葉變換型（FT-NIR）

在傅里葉變換型近紅外光譜（FT-NIR）中，使用干涉儀產(chǎn)生干涉波，然后將干涉波照射到樣品上。該方法以非色散方式同時檢測所有波長，然后在計算機上進行傅里葉變換以計算每個波長分量。