部分近红外光谱仪基本理论

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1、近红外光谱仪基本理论分辨率：指仪器对于紧密相邻的峰可分辨的最小波长间隔，表示仪器实际分开相邻两谱线的能力。是仪器最重要的指标之一，也是仪器质量的综合反映。分辨率取决于仪器的分光系统，傅立叶变换近红外仪器的分辨率取决于干涉仪动镜移动的距离。要在特定的波长点处测定光谱仪器的参数指标概念仪器的信噪比：仪器的信号强度与噪声信号强度的比值，在确定的波长范围内对样品进行多次测量，用透过率100%线，在一定谱区范围、特定的分辨率、一定的扫描时间内最高峰与最低峰的差值，除以100线，直观表示为：峰-峰值。因为近红外光谱分析

2、在一个很强的背景下提出相对较弱信号的一门技术，所以信噪比对近红外光谱仪器尤为重要。另一种是RMS法，其中峰峰值更能客观的反映出信噪比。波长范围：是指该近红外光谱仪所能记录的光谱范围，它影响能实现分析测试的项目，主要取决于仪器的光源种类、分光系统、检测器类型和透光材料。对于付里叶近红外光谱仪波长范围通常覆盖整个近红外谱区。波长准确度：是指仪器所显示的波长值和分光系统实际输出单色光的波长值之间相符合的程度。可以用波长误差即两项值得差来表示。保证波长准确度是近红外光谱仪器能够准确测定样品光谱的前提，同时也是保证模

3、型能够准确进行传递的前提。付里叶仪器内部有波长校准系统，波长准确度很高，而其它类型的仪器波长准确度较低。波长精确度：波长精确度又被称为波长重复性，是指对同一样品进行多次扫描，光谱谱峰位置间的差异程度或重复性，通常用多次测量某一谱峰所得的波长的标准差来表示。波长精确度是体现仪器稳定性的重要指标，取决于仪器光学系统的结构，仪器内部可动的部件越少，则波长的精确度越高。杂散光强度杂散光是指分析光以外被检测器接收的光，主要是由于光学器件表面的缺陷、光学系统设计不良以及机械零件表面处理不佳等因素引起的，尤其是色散型近红

4、外光谱仪器的设计中，杂散光的控制非常关键，往往是导致仪器测量出现非线性的主要原因。杂散光对分析测量的影响在分析高吸光度样品时更为明显。同时抗杂散光强有利于提高仪器的灵敏度，付里叶型近红外光谱仪检测器上检测到的信号，不是光的实际高频信号，而是调制的声频信号，故外界高杂散光不会干扰检测。付里叶型仪器的散光信号可以忽略不计，只有在考察光栅型仪器时才需要考虑这个指标。扫描速度扫描速度是指在一定的波长范围内完成1次扫描所需的时间。不同设计方式的仪器完成1次扫描所需的时间有很大的差别。传统的滤光片和色散型仪器受其原理的

5、限制扫描速度比较慢。付里叶型仪器扫描速度较快。测样方式测样方式在此指仪器可提供的样品光谱采集形式，有些仪器能够提供透射、漫反射、光纤等多种测量方式。软件功能以及数据处理能力软件是现代近红外光谱仪器的重要组成部分，软件一般由光谱采集软件和化学计量学处理软件两部分组成。不同公司的软件差异较大，光谱化学计量学软件一般由谱图的预处理、定性或定量校正模型的建立和未知样品的预测三大部分组成。有些公司的软件智能化程度较高，可以推荐最佳主成分维数等指标，适于初学者和经验丰富的科学工作者使用；有些软件的智能化程度则差些，仅仅

6、适合经验丰富的使用者。车载仪器MATRIX-F的检测指标为了保证车载仪器的稳定性、模型传递的准确性以及测定结果的准确性，仪器每隔24小时进行一次自检，自检项目如下：能量测试：主要包括仪器的信噪比测试、100％透过线测试、干涉峰强度以及能量测试X轴频率校正：主要是使用空气中水蒸气和内置的标准物质两点来校准仪器的X轴Y轴重复性测试：使用内置的标准物质滤光片A和滤光片B来校准仪器的Y轴仪器自检时参数的物理意义信噪比:（用峰/峰值计）表示仪器的灵敏度，允许最小值是625（针对光纤），如果低于625则光谱图的噪音较大

7、，仪器自动检验将不能通过。100%线的漂移:是长期对比实验，允许的最大值是0.5%，如果超过0.5%则表示仪器基线的漂移过大，基线不够稳定。该指标是在10000cm-1处测得，一般分析用不到该谱区，所以该指标在该波长点是非常苛刻的。干涉峰的强度：是指每次自动检验的干涉峰强度与第一次在实验室测定时的干涉峰的强度比较的值，允许最小值是70%，如果低于70%，则会影响仪器的信噪比和100%线。能量实验是长期对比实验，是指每次自动检验背景的单通道能量图的强度与第一次在实验室测定时背景的单通道能量图的强度比较的偏差值

8、（与参考光谱进行比较），允许最大值30%，如果大于30%，会影响仪器的信噪比和100%线。X轴准确度使用空气中水蒸汽的吸收峰和聚苯乙烯膜的吸收峰表示。水蒸汽的吸收峰：是指仪器测定的空气中水蒸汽吸收峰的波长点，水蒸汽吸收理论值的波长位置是7306.74cm-1,允许最大误差为0.1cm-1，即实际测量得到水蒸汽吸收峰的波长点与理论值误差应小于0.1cm-1。聚苯乙烯薄膜的吸收峰：是指仪器内自带的标准物，在近红外段的