近红外分析仪
近红外分析仪是一种利用近红外光谱技术对物质成分进行快速、准确分析的仪器。
工作原理
近红外分析仪的工作原理基于近红外光与物质之间的相互作用，利用了物质吸收、散射和反射等光学特性。详细描述如下：
1. 光源发射
近红外分析仪采用高亮度的灯泡或激光二极管作为光源，发出大量的近红外光，并通过光学器件将其集中成一束光线。这些光源能够在近红外区域提供稳定的光强输出。
2. 样品测量
样品通过传送带、管道或其他装置进入近红外光束的测量区域。在该区域，样品将暴露在近红外光的照射下。
3. 光的吸收
近红外光穿过样品时，与样品中的化学成分发生相互作用。不同的化学物质会对不同波长的近红外光产生不同的吸收程度。被吸收的光将被转化为光能传递到样品中。
4. 探测器检测
安装在近红外光束路径上的探测器将检测经过样品后剩余的近红外光。探测器会测量光的强度并将其转化为电信号。
5. 数据处理
通过与已知化学成分和光谱的比对，使用数学算法对探测器输出的光强信号进行分析。这些算法可以通过建立化学模型进行校正和数据处理，从而得出样品中不同成分的浓度或含量。
特点
1.快速测量
近红外分析仪能够在短时间内获取样品的近红外光谱数据，从而快速得到样品的化学成分和性质。这一特点使其在需要快速响应的场合，如在线监测和实时控制等方面具有显著优势。
2.高精度
近红外分析仪的测量精度高，一般误差在0.5%左右，可以用于定量和定性分析。高精度的测量结果保证了数据的可靠性，使其在质量控制和产品研发等方面具有重要价值。
3.无损分析
近红外分析仪不会对样品造成损伤，因此可以用于贵重样品的分析。这一特点使得近红外分析仪在文物保护、艺术品鉴定等领域具有广泛应用前景。
4.多组分分析
近红外分析仪可以同时分析多个组分，节省时间和人力。在复杂体系的分析中，如石化产品、食品和药品等，近红外分析仪能够同时测定多种成分的含量，提高了分析效率。
5.操作简便
近红外分析仪操作简单，一般人员经过简单培训即可掌握。这使得近红外分析仪的普及和应用更加广泛，降低了操作门槛。
6.环保高效
近红外分析仪通过近红外光的照射获取光谱信息，无需对样品进行研磨或破坏，确保了样品的完整性。此外，其高效检测仅需1分30秒即可完成样品分析，且具备环保优势。
7.多功能性
近红外分析仪通过搭配不同的算法和模型，能够适应并检测多种不同类型的样品。其光谱范围覆盖900-1700nm波段，分辨率高达7nm，确保精准测量。
维护保养
1.外观与环境的维护
定期清洁仪器表面，使用柔软的布料清除尘埃和水印，避免使用可能刮伤表面的工具。仪器应放置在环境清洁、无强烈振动、无腐蚀性气体、无电磁干扰的恒温恒湿房间内，温度控制在18-35℃，湿度小于70%。建议室内加装空调和去湿机以维持稳定的温湿度环境。
2.光学元件的保护
避免光路干扰，定期清洁光学元件表面，检查是否有划痕、氧化等现象，及时更换有问题的元件。使用防尘罩或防尘布覆盖仪器，减少灰尘和污染物的影响。保持空气净化装置的运行，减少空气中的灰尘和污染物对光学元件的影响。
3.校准与维护
定期检测仪器的准确度和精度，制定合理的校准计划。定期更换校准液，确保校准的准确性。检查仪器的信号是否清晰，及时清理或维修有问题的地方。
4.操作与维护规范
仪器应由专人保管和使用，使用人员需经过专门培训并仔细阅读说明书。严格遵守操作规程，出现故障时应立即退出检测状态并报告处理，不得擅自修理。制定维护计划，定期对仪器进行分区维护和更换主要部件。
5.其他注意事项
确保电源稳定，配备稳压电源和接地良好的地线。注意试样制备方法和质量，使用光学试剂级或分析纯级的溴化钾进行压片，并严格控制制备过程中的各项参数。
操作步骤
一、仪器准备
1.确保近红外分析仪放置在稳定、无振动、无电磁干扰的环境中，室内温度应控制在仪器说明书规定的范围内，并保持适当的湿度。
2.检查仪器电源连接正确，电压稳定。根据仪器说明书要求，提前开启仪器进行预热，以确保仪器性能稳定。
3.检查仪器的光源、探测器、光纤等关键部件是否完好，无损坏或污染。
4.启动仪器配套的软件系统，根据实验需求设置相应的测量参数，如波长范围、扫描次数、数据处理方式等。
二、样品处理
1.确保样品具有代表性，能够真实反映待测对象的整体性质。对于固体样品，需进行粉碎、过筛等处理，以保证样品颗粒均匀；对于液体样品，需搅拌均匀。部分近红外分析需要样品处于干燥状态，需提前进行干燥处理。
2.根据仪器类型(如透射式、反射式)和样品形态(固体、液体)，选择合适的样品池或容器进行装载。确保样品装载均匀、紧密，避免气泡或空隙。
三、测量操作
1.在进行样品测量前，需对仪器进行校准。通常包括波长校准和基线校准。波长校准确保仪器测量的波长准确无误；基线校准则用于消除仪器背景噪声，提高测量精度。
2.将处理好的样品放置在仪器固定的位置。在软件系统中选择相应的测量程序，启动测量。测量过程中，注意观察仪器状态和测量进度。
3.根据需要，可对同一样品进行多次测量，以提高数据的可靠性和重复性。
四、数据分析
1.测量完成后，将测量数据从仪器导出至计算机中，保存为适当的文件格式(如CSV、Excel等)。
2.利用专业的数据分析软件对测量数据进行处理。这包括光谱预处理(如平滑、基线校正、归一化等)、模型建立(如多元线性回归、偏最小二乘法等)和结果分析(如浓度预测、误差评估等)。
3.根据数据分析结果，对样品的性质进行解释和评估。注意考虑可能的误差来源和不确定性因素，以确保结果的准确性和可靠性。
应用领域
1.农业领域
近红外光谱分析技术可以测定谷物的蛋白质、糖、脂肪、纤维、水分含量等，帮助农民和农业研究机构了解农作物的营养价值和品质。
2.食品与饮料行业
近红外分析仪可以用于食品的成分分析，例如检测食品中的水分、脂肪、蛋白质、碳水化合物等含量，以及食品中的添加剂、色素等。同时，它也可以用于食品的真伪鉴别，如酒类和香水的真假辨别。
3.石油化工领域
近红外光谱分析技术可以测定油品的辛烷值、族组成、十六烷值、闪点、冰点、凝固点、馏程、MTBE含量等，为石油化工产品的质量控制和研发提供支持。
4.医药领域
近红外分析仪可以测定药品中有效成分、组成和含量，进行样品的种类鉴别，如药品的真伪鉴别。同时，它也可以用于药物的研发和生产过程中的质量控制。
5.烟草和茶叶分析
在烟草行业中，近红外光谱分析仪器主要用于烟草原料品质的分析和卷烟生产过程的在线检测。在茶叶成分分析中，近红外光谱分析仪器则主要用于茶叶及其茶制品中化学成分的多组分快速测定、茶叶等级的快速评定以及茶制品生产过程的在线检测，并鉴别茶叶的真伪。