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技術(shù)文章

近紅外光譜原理

更新時(shí)間:2018-07-23   點(diǎn)擊次數(shù):2808次
 工作原理
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(cè)參數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系(稱為分析模型),那么,只要測(cè)得樣品的光譜,通過(guò)光譜和上述對(duì)應(yīng)關(guān)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(yù)測(cè)兩個(gè)過(guò)程:
⑴在校正過(guò)程中,收集一定量有代表性的樣品(一般需要80個(gè)樣品以上),在測(cè)量其光譜圖的同時(shí),根據(jù)需要使用有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分析方法進(jìn)行測(cè)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(guò)化學(xué)計(jì)量學(xué)對(duì)光譜進(jìn)行處理,并將其與參考數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián),這樣在光譜圖和其參考數(shù)據(jù)之間建立起一一對(duì)應(yīng)映射關(guān)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(guò)化學(xué)計(jì)量學(xué)處理得到的模型應(yīng)具有較強(qiáng)的代表性。對(duì)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(guān)系不同而異,常用的有多元線性回歸,主成分回歸,偏小二乘,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和拓?fù)浞椒ǖ?。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(guān),與待測(cè)的性質(zhì)數(shù)據(jù)有關(guān),還與測(cè)量所要求達(dá)到的分析精度范圍有關(guān)。實(shí)際應(yīng)用中,建立模型都是通過(guò)化學(xué)計(jì)量學(xué)軟件實(shí)現(xiàn)的,并且有嚴(yán)格的規(guī)范(如ASTM-6500標(biāo)準(zhǔn))。
⑵在預(yù)測(cè)過(guò)程中,首先使用近紅外光譜儀測(cè)定待測(cè)樣品的光譜圖,通過(guò)軟件自動(dòng)對(duì)模型庫(kù)進(jìn)行檢索,選擇正確模型計(jì)算待測(cè)質(zhì)量參數(shù)。
近紅外光譜分析技術(shù),其實(shí)就是一種間接的相對(duì)分析,通過(guò)收集大量具有代表性的標(biāo)準(zhǔn)樣本,通過(guò)嚴(yán)格細(xì)致的化學(xué)分析測(cè)出必要的數(shù)據(jù),再通過(guò)計(jì)算機(jī)建立數(shù)學(xué)模型,即定標(biāo),以大限度反應(yīng)被測(cè)樣本群體常態(tài)分布規(guī)律,然后再通過(guò)該數(shù)學(xué)模型或定標(biāo)方程,預(yù)測(cè)未知樣品的所需數(shù)據(jù)。

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