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近红外分析仪_爱学术

文章出处:菠菜评级 人气:发表时间:2020-07-15 16:33

  【摘要】近红外分析是利用光谱方法快速、定量分析农产品(包括谷物、油料、饲料、烟草等,的主要成分,如蛋白质、脂肪、淀粉(糖)、纤维、水分等。本文介绍我们研制的9波长,4×4定标方程近红外分析仪的工作原理、仪器总体结构、电子学系统原理、计算机软硬件系统及测试结果。

  第 卷 第 期 光学 精密工程 年 月近红外分析仪 邹云 山 朴仁官 陈星旦 中国科学院长春光学精密机械研究所, 长春 摘要 近红外分析是利用光谱方法快速 、 定童分析农产品 包括谷物 、 油料 、 饲料 、烟草等 , 的主要成分 , 如蛋 白质 、 脂肋 、 淀粉 糖 、 纤维 、 水分等 。 本文介绍我们研制的 波长 , 又 定标方程近红外分析仪的工作原理 、 仪器总休结构 、 电子学系统原理 、 计算机软硬件系统及测试结果 。 工 作 原 理 用光谱方法分析物质的成分 和结构 , 是本 世纪科学技术的重要成就 之一 。 吸收光谱分析和 发射光谱分析是发展得 比较早 , 也 比较成熟的技术 漫 反射光谱分析 的发展则 比较晚 。 七十年代 以来 , 近 红 外漫 反射光谱分析 已得到 “ 泛应用 。 它与传统的化学分析方 法相 比 , 具有方便 、 快速等特点 。 样 品制 备 、 工作条件 设 备 要求都 比较简单 。 测试周期短 , 通 常在一分 钟 内便可 同时完成一份样 品 的 多种成分分析 〔, 一 〕 。 近红 外分析技术以 往没有 能够得到 充分发展 , 其 主要原 因是物质在近红外波段的光谱吸收带是 中红外光谱基频 的倍频 、 和 频或差频 。 这些组频吸 收在近红 外区相互重迭 , 其吸收较 弱 , 因而难于辨认和 利用 。 近十 几年来 , 由于计算机技术的应用 , 能对获得的大量光谱信息 ‘ 进行实时数据处理并作多种数值运算 , 从而确 立了现代近红外分析技术的基础 。 农产品的近红 外役 反射光谱 山各种成分的特征吸 收带组成 。 一种成分 在近红外区有许多吸 收带 , 不 同成分 的吸收带 又相 互重迭 , 干扰 。 因此 , 分析时需选用 多个波长 〔一 叼 , 包括吸收波 长 、 干扰波长 。 近红 外漫 反射光谱测量原理是在样 品的光谱 吸光度 几 与成分 含量 ‘ 之 问建立 定量 关 系 , 利用某一数学 式如 弘公 。 , 。‘ 刀 , 十 左 十 刀 ⋯ 计算 出样品 的成分 含量 。 其 中 刀‘ 为样 品在波长 测 得 的相对于 标准 反射器漫 反射 比 、 。 为仪器 定标时确立的常 数 。 山上式可知 , 定标是 仪器应 用的重要步骤 。 仪器的分析精度既取决 于 仪器本身的性能 , 又与定标的好坏密切相关 。 定标 须有一批 已知成分含量 的样 品 , 通过 多元 回 归解 出定标方程的常数 ‘ 定标样品的数 目一般 倍于 定标常数的数 目 。 此外成分 的含量分布要均 匀复盖待测样 品 的含量范 围 , 样 品还要尽 可 能选 自不同品种和 不同种植地 区 。 近红外漫反射光谱分 析 实质 是 一种统计学的分析方法 , 仪器测量的是样品相对光谱吸 收稿 日期 年 月 日 一光 度 输 出结果 是根据 定标确 定的常数算 出的样品 成分含量 。 仪器总体结构 近红 外分析 仪是一 台光机 电综合一体的光谱分析仪器 。 主要 由光源 、 单色器 、 探测器 、 电子学 系统 、 计算机软硬件 及接 电路 、 机构控制部分等组成 。 其结构框 图如图 所示 。 冬 仪器结构框 冬 单 色器 。 仪器 的单 色器是 由光源 、 聚光镜 、 准直镜 、 反射镜 、 调制 器 、 窄带干涉滤光片等组 。 光源 采用 卤钨灯 。 如 图 所示 , 光线 自光源发 出 , 通过聚光 、 准直 、 调制经干涉滤 光 片分 光后 , 由反射镜直接 投射到 被测样 品 卜。 探测器接 收的是 由样 品 反射 回来

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