近红外分析仪的工作原理基于物质分子对近红外光谱的特征吸收与振动响应,其核心机制及技术特点如下:
分子振动响应
当近红外光(波长范围 780–2526nm)照射样品时,含氢基团(X-H键,X=C、N、O)因分子振动的非谐振性,吸收特定波长能量发生能级跃迁(主要为伸缩振动与弯曲振动的倍频与合频吸收)。
光谱信号采集与转换
数据分析与匹配
电信号经预处理(降噪、基线校正)后,通过化学计量学算法与标准光谱数据库比对,实现成分定性与定量分析。
特性 | 说明 |
---|---|
非破坏性检测 | 无需样品前处理,保持样品完整性 |
多参数同步分析 | 单次扫描可同时测定水分、蛋白质、脂肪等成分 |
快速 | 单次检测时间通常 <1分钟,适合在线流程控制 |
低使用成本 | 无化学试剂消耗,维护简单 |
graph LR
A[光源发射近红外光] --> B[照射样品]
B --> C{光与分子相互作用}
C -->|吸收/反射/散射| D[探测器接收信号]
D --> E[分光系统分解光谱]
E --> F[转换为电信号]
F --> G[算法处理与数据库匹配]
G --> H[输出成分结果]
💎 附加说明:近红外分析技术由 Karl Norris 于1960年代开创,中国于2024年发布首项傅立叶变换近红外光谱仪团体标准。