nir

近紅外光譜技術(Near Infrared,NIR)是一種高效快速的現代分析技術,它綜合運用了計算機技術、光譜技術和化學計量學等多個學科的最新研究成果,以其獨特的優勢在多個領域得到了日益廣泛的套用。並已逐漸得到大眾的普遍接受和官方的認可。

NIR發展歷程

v1800年,Herschel 提出;

v1881年,Abney,攝譜法得到有機NIR光譜;

v上世紀50年代中期,出現簡易型NIR儀器;

v上世紀60年代,Norris等採用漫反射測定農副產品的水分,蛋白和油脂含量的工作,在NIR分析技術發展里程中具有標誌性作用;

上世紀60年代中後期到80年代初期,徘徊不前;

上世紀80年代中後期,計算機的發展為化學計量學的套用提供了必要條件,化學計量學與NIR套用結合首次展現了其信息提取的魅力,是她使當時正在受困的NIR技術重新崛起;

Kowaski,華盛頓大學過程分析化學中心(CPAC),關於化學計量學的研究工作對NIR的發展具有歷史性貢獻;

1989年,Callis採用PLS測定汽油辛烷值的研究工作,引發了NIR在石化工業中的廣泛套用,尤其是線上NIR更充分展現了NIR分析技術的先進性和經濟價值;

1990年以後,NIR在農業和石化快速發展的同時,也迅速進入諸如化工、製藥、食品、輕工等領域;

在套用過程中發現很多問題,如測量方式,準確性,測量精度,模型傳遞等,為解決這些問題又推動了NIR在儀器製造技術和軟體技術方面的深入發展,經過近十年的套用與發展里程,NIR已經接近成熟發展期,在各套用領域確立了其重要地位,成為分析儀器家族中的新軍種。

NIR技術特點

NIR帶來分析效率的革命

與傳統分析技術相比,NIR具有快速和高效的特點,顯著提高分析工作效率,改變化驗室工作面貌。

NIR線上分析與先進過程控制結合,實現裝置平穩運行和質量卡邊操作,用於石化生產可產生巨大的經濟效益和社會效益。

NIR技術推動了各種相關技術的巨大進步。

NIR光譜的特性

NIR獲得容易,穿透能力強,通過普通玻璃;

NIR可用光纖傳遞;

光譜測量方式:透射,反射,漫反射;

測量光程:780-2500mm;

直接測量,無需樣品前處理;

光譜對人無傷害,安全環保。

NIR善於解決

可測量物態:液體(透明,不透明),糊狀,固體,粉末,纖維等;

非常適合生產控制分析,篩選分析,分析數據資

源儲存與利用;

能夠滿足快速分析的要求;

非常適合過程線上分析;

特別適合常量組成測定;

特別適合測定由樣品主要組成決定的性質。

NIR的局限性

不擅長測定微量成分(小於0.1%);

不適合分散性樣品的測定(由於模型)。

理論依據

近紅外光譜主要是由於分子振動的非諧振性使分子振動從基態向高能級躍遷時產生的,記錄的主要是含氫基團C-H、O-H、N-H、S-H、P-H等振動的倍頻和合頻吸收。不同基團(如甲基、亞甲基、苯環等)或同一基團在不同化學環境中的近紅外吸收波長與強度都有明顯差別。所以近紅外光譜具有豐富的結構和組成信息,非常適合用於碳氫有機物質的組成性質測量。

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