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近紅外光譜分析儀是利用氣體或液體對紅外線進行選擇性吸收的原理制成的一種分析儀表，它具有靈敏度高反應速度快分析范圍寬選擇性好抗干擾能力強等特點，被廣泛應用于石油化工冶金等工業(yè)生產(chǎn)中。
近紅外光譜分析儀的光源是采用上下兩個電極的方法，通上電流，電極之間就形成一個火花式光譜儀光源。在這火花式光譜儀光源中，電極之間空氣或其他氣體一般處于大氣壓力。因此放電是在充有氣體的電極之間發(fā)生，是依靠電極間流過的電流使氣體發(fā)光，是建立在氣體放電的基礎上。
近紅外光譜分析儀主要是由于分子振動的非諧振性使分子振動從基態(tài)向高能級躍遷時產(chǎn)生的，記錄的主要是含氫基團X-H(X=C、N、O)振動的倍頻和合頻吸收。不同團或同一基團在不同化學環(huán)境中的近紅外吸收波長與強度都有明顯差別，光譜具有豐富的結構和組成信息，非常適合用于碳氫有機物質(zhì)的組成與性質(zhì)測量。但在
NIR區(qū)域，吸收強度弱，靈敏度相對較低，吸收帶較寬且重疊嚴重。因此，依靠傳統(tǒng)的建立工作曲線方法進行定量分析是十分困難的，化學計量學的發(fā)展為這一問題的解決奠定了數(shù)學基礎。其工作原理是，如果樣品的組成相同，則其光譜也相同，反之亦然。如果我們建立了光譜與待測參數(shù)之間的對應關系(稱為分析模型)，那么，只要測得樣品的光譜，通過光譜和上述對應關系，就能很快得到所需要的質(zhì)量參數(shù)數(shù)據(jù)。分析方法包括校正和預測兩個過程：
(1)在校正過程中，收集一定量有代表性的樣品(一般需要80個樣品以上)，在測量其光譜圖的同時，根據(jù)需要使用有關標準分析方法進行測量，得到樣品的各種質(zhì)量參數(shù)，稱之為參考數(shù)據(jù)。通過化學計量學對光譜進行處理，并將其與參考數(shù)據(jù)關聯(lián)，這樣在光譜圖和其參考數(shù)據(jù)之間建立起一一對應映射關系，通常稱之為模型。雖然建立模型所使用的樣本數(shù)目很有限，但通過化學計量學處理得到的模型應具有較強的普適性。對于建立模型所使用的校正方法視樣品光譜與待分析的性質(zhì)關系不同而異，常用的有多元線性回歸，主成分回歸，偏最小二乘，人工神經(jīng)網(wǎng)絡和拓撲方法等。顯然，模型所適用的范圍越寬越好，但是模型的范圍大小與建立模型所使用的校正方法有關，與待測的性質(zhì)數(shù)據(jù)有關，還與測量所要求達到的分析精度范圍有關。實際應用中，建立模型都是通過化學計量學軟件實現(xiàn)的，并且有嚴格的規(guī)范。
(2)在預測過程中，首先使用近紅外光譜儀測定待測樣品的光譜圖，通過軟件自動對模型庫進行檢索，選擇正確模型計算待測質(zhì)量參數(shù)。
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