近红外光谱仪工作原理和应用

近红外光谱用于成分、中间体和最终产品的成分、功能和感官分析。它被部署在食品和饲料、农业、乳制品、制药和化工行业，这些行业面临着制造满足客户规格的产品同时提高工厂产量和盈利能力的持续压力。

近红外光谱仪可用于定量分析（物质浓度的测定）、定性分析（原材料、中间体和成品的鉴定）和过程控制。它可以提供有关水分、蛋白质、脂肪和淀粉含量的信息。近红外光谱仪应用因行业而异，并且经过定制设计以适应不同公司及其特定产品和需求。

近红外光谱仪测量红外范围内分子振动的泛音和组合音，尤其是近红外范围内强烈的不对称振动，即涉及氢键（例如 CH、OH 和 NH）的伸缩振动。

近红外光谱仪的工作原理

光束击中衍射光栅，它像棱镜一样工作并将光按其分量波长分开。通过 InGaAs 二极管阵列，可以同时检测整个波长范围。近红外 (NIR) 光谱基于对 780 至 2,500 nm 波长范围内的电磁 (EM) 辐射的吸收。光与样品相互作用，检测器测量其透射率和吸光度。透射率是指完全穿过样品并照射到检测器的光量。吸光度是对被样品吸收的光的测量。检测器检测穿过样品的光，并将此信息转换为数字显示。

电磁辐射通过其频率（f，通常以赫兹为单位）、波长 (λ) 或光子能量 (E) 来描述。波长与频率成反比。光子能量与频率成正比。当电磁辐射与原子和分子相互作用时，其行为取决于其携带的能量。例如，近红外辐射的能量具有在分子振动中引起泛音的能力。不同分子键的泛音在其结构特征的特定频率下吸收。

定量分析

由于在一个光谱内有几个泛音重叠，近红外光谱主要用于已知成分的定量分析，而不是用于识别。近红外光谱仪通过化学计量学工具，确定参考光谱和参考分析结果之间的相关性。生成的校准模型用于预测未知样本。

好处

1. 可用于分析各种生物系统

2. 很少或不需要样品制备

3. 无损测量方法

4. 结果在几秒钟内很快出现

5. 普遍应用任何含有 CH、NH、SH 或 OH 键的分子

6. 可以从相同的 NIR 数据预测多个分析结果

7. 无需化学品或一次性成本即可同时进行多组分分析

应用实例

农业部门分析作物、动物饲料营养参数和生物燃料生产原材料的解决方案。近红外光谱仪 可生成干物质、蛋白质、水分、油、粒度、灰分、淀粉损伤、吸水率和特殊化学键的关键质量结果。

在加工过程中或通过最终产品样品分析食品（肉类和肉制品、乳制品、饮料、油、烘焙产品等）的成分。可测量的参数是水分、蛋白质、脂肪、游离脂肪酸、乙醇、密度、固体、有机酸、碳水化合物分布和其他重要成分。

适用于开发新化合物的化学家，并作为生产的在线质量保证工具。测量固体样品的混合效率或内部结构，例如丸剂

分析生物能源、纸浆和造纸、林业、建筑、纺织品等非食品部门使用的材料

该方法也适用于存在干扰物质的情况，例如玻璃或塑料容器  

我们的高精度制冷型近红外光谱仪波长范围900-1700nm，也可选配制冷型近红外光谱仪900-2500nm