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技术文章
近红外光谱仪发展概述
2010-10-28
在过去的50多年里,近红外光谱仪经历了如下几个发展阶段:

*台近红外光谱仪的分光系统(50年代后期)是滤光片分光系统,测量样品必须预先干燥,使其水分含量小于15%,然后样品经磨碎,使其粒径小于1毫米,并装样品池。此类仪器只能在单一或少数几个波长下测定(非连续波长),灵活性差,而且波长稳定性、重现性差,如样品的基体发生变化,往往会引起较大的测量误差!“滤光片”被称为*代分光技术。

70年代中期至80年代,光栅扫描分光系统开始应用,但存在以下不足:扫描速度慢、波长重现性差,内部移动部件多。此类仪器*大的弱点是光栅或反光镜的机械轴长时间连续使用容易磨损,影响波长的精度和重现性,不适合作为过程分析仪器使用。“光栅”被称为第二代分光技术。

80年代中后期至90年代中前期,应用“傅立叶变换”分光系统,但是由于干涉计中动镜的存在,仪器的在线可靠性受到限制,特别是对仪器的使用和放置环境有严格要求,比如室温、湿度、杂散光、震动等。“傅立叶变换”被称为第三代分光技术。

90年代中期,开始有了应用二极管阵列技术的近红外光谱仪,这种近红外光谱仪采用固定光栅扫描方式,仪器的波长范围和分辨率有限,波长通常不超过 1750nm。由于该波段检测到的主要是样品的三级和四级倍频,样品的摩尔吸收系数较低,因而需要的光程往往较长。“二极管阵列”被称为第四代分光技术。

90年代末,来自航天技术的“声光可调滤光器”(缩写为AOTF)技术的问世,被认为是“90年代近红外光谱仪*突出的进展”, AOTF是利用超声波与特定的晶体作用而产生分光的光电器件,与通常的单色器相比,采用声光调制即通过超声射频的变化实现光谱扫描,光学系统无移动性部件,波长切换快、重现性好,程序化的波长控制使得这种仪器的应用具有更大的灵活性,尤其是外部防尘和内置的温、湿度集成控制装置,大大提高了仪器的环境适应性,加之全固态集成设计产生优异的避震性能,使其近年来在工业在线和现场(室外)分析中得到越来越广泛的应用.

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