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近红外光谱仪器的以下几个方面

更新时间:2023-06-13      点击次数:597
近红外光谱仪器从分光系统可分为固定波长滤光片、光栅色散、快速傅立叶变换、声光可调滤光器和阵列检测五种类型。滤光片型主要作专用分析仪器,如粮食水分测定仪。由于滤光片数量有限,很难分析复杂体系的样品。 光栅扫描式具有较高的信噪比和分辨率。 由于仪器中的可动部件(如光栅轴)在连续高强度的运行中可能存在磨损问题,从而影响光谱采集的可靠性,不太适合于在线分析。傅立叶变换近红外光谱仪是具有较高的分辨率和扫描速度,这类仪器的弱点同样是干涉仪中存在移动性部件,且需要较严格的工作环境。声光可调滤光器是采用双折射晶体,通过改变射频频率来调节扫描的波长,整个仪器系统无移动部件,扫描速度快。但这类仪器的分辨率相对较低,价格也较高。随着阵列检测器件生产技术的日趋成熟,采用固定光路、光栅分光、阵列检测器构成的NIR仪器,以其性能稳定、扫描速度快、分辨率高、信噪比高以及性能价格比好等特点正越来越引起人们的重视。在与固定光路相匹配的阵列检测器中,常用的有电荷耦合器件(CCD)和二极管阵列(PDA)两种类型,其中 Si 基 CCD 多用于近红外短波区域的光谱仪,InGaAs 基 PDA 检测器则用于长波近红外区域。北京英贤仪器有限公司与石油化工科学研究院和美国微光谱公司合作, 基于阵列检测器成功开发出了系列近红外光谱仪,包括实验室型和在线型仪器,光谱范围覆盖了整个近红外波段(700~2500nm),根据测量对象可以选择多种测量方式如透射、漫反射等,已在 30 余家炼厂、科研单位和高校得到成功应用。
 
光纤远距离测量:近红外光可以通过光纤进行远距离传输,可以实现距光谱仪以外的远距离测量,可将测量探头或流通池直接安装到生产装置的管线,实现在线测量,或环境苛刻以及危险的地方的现场测量。一台在线近红外光谱仪可以外接多路(2~10 路)光纤回路,实现同时对生产装置的多个测量点的物料在线测量。在线测量数据可直接输送到 DCS 或先进控制系统,为生产的优化及时提供油品的质量参数。与其它在线测量仪表提供的参数(如压力、流量和温度等变量)相比,在线近红外分析提供的数据(如组成或性质)是直接质量参数,对生产的优化提供更准确和有益的参考信息。近红外分析与常规的标准分析方法配合使用,起到双方互补的作用,不仅能够及时向生产控制部门提供分析数据,同时也节省了大量分析化验费用(包括人力、设备,和试剂等);在线近红外分析与 DCS 连接,直接给控制系统提供数据,据此进行生产优化得到的经济效益是巨大的;与其它在线仪表相比,近红外光谱仪运行故障率和消耗均很低。
 
注意事项:
近红外分析技术的一个重要特点就是技术本身的成套性,即必须同时具备三个条件:
(1)各项性能长期稳定的近红外光谱仪,是保证数据具有良好再现性的基本要求;
(2)功能齐全的化学计量学软件,是建立模型和分析的必要工具;
(3)准确并适用范围足够宽的模型。
近红外分析技术分析速度快,是因为光谱测量速度很快,计算机计算结果速度也很快的原因。但近红外分析的效率是取决于仪器所配备的模型的数目,比如测量一张光谱图,如果仅有一个模型,只能得到一个数据,如果建立了10 种数据模型,那么,仅凭测量的一张光谱,可以同时得到 10 种分析数据。
 
应用领域:
葡萄酒乙醇,含糖量,有机酸,含氮值,pH 值等
白酒 原料中的水分,淀粉,支链淀粉;酒醅中的水分,pH 值,淀粉和残糖等
啤酒大麦原料中的水分,麦芽糖;啤酒中的乙醇和麦芽糖等
饮料 (可乐、 果汁等),糖分,酸度,果汁真伪鉴别
调味品 (酱油、 醋等)蛋白质,氨基酸总量,总糖,还原糖,氯化钠,总酸,总氮,乳制品(牛奶等)乳糖,脂肪,蛋白质,乳酸,灰分,固体含量
玉米浆,蜂蜜果糖,水分,葡萄糖,多醣类,偏振参数
食用油 (花生、豆和菜籽油等)
原料中油分含量;食用油中的脂肪酸,水分,蛋白质,过氧化值,碘值,真伪鉴别
烘焙食品 (饼干、 面包等)
脂肪,蛋白质,水分,淀粉,面筋等;方便面油分等

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