红外光谱仪的分类,一篇就够了!
时间:2022-04-16 阅读:1730
近红外光谱仪器无论按哪种方法设计方案,一般由灯源、分光系统软件、测样元器件、检测器、数据处理系统和录像仪(或复印机)等6一部分组成。
近红外光谱仪的归类方法比较多,但销售市场上归类关键或是依照仪器的分光元器件不一样来分,一般可分成4种关键种类:滤光片型、光栅散射型、傅里叶变换型和光控调配滤光器形。在其中光栅散射型又有光栅扫描仪单路和非扫描仪固定不动环路多路检验之分。
非扫描仪固定不动环路多路近红外光谱仪器是由于仪器的检测器选用多路感光元器件而而出名。这类仪器的散射系统软件一般使用平面图光栅或全息投影光栅,与光栅扫描仪型对比,光栅不用旋转就可以完成明确波长范畴的扫描仪。多路检测器的种类关键有二种:二极管列阵(Photodiode Array,简称为PDA)和正电荷耦合器件(Charger Coupled Device,简称为CCD)。该种类仪器精确测量的波长范畴在于检测器感光元器件的原材料,如硅基感光元器件的相应范畴在中短波近红外光谱仪地区。这类仪器的的特性是仪器內部没法挪动构件,仪器的稳定度和抗好;此外一个特征是扫描仪速度更快,一般一张光谱仪的检测速率仅有几十ms。这两个特性的融合,使此类仪器尤其合适做为当场或线上剖析仪器应用。多路型仪器的屏幕分辨率在于光栅特性、检测器的清晰度及其双缝的规格。在明确的波长范畴内,检测器的清晰度越高,所检验到的试品信息内容越丰富多彩,但一般清晰度越高的检测器价钱也越高。
滤光片型近红外光谱仪器可分成固定不动滤光片和可调式滤光片二种方式。固定不动滤光片型光谱仪是近红外光谱仪器的最开始设计方案方式,这类仪器要依据测量试品的光谱仪特征选择适度波长的滤光片。该种类仪器的特性是设计方案简易、低成本、流明值大、数据信号纪录快、经久耐用;但这种仪器只有在单一波长下测量,操作灵活性较弱,如试品的基材产生变化,通常会造成比较大的数据误差。可调式滤光片型光谱仪选用滤光轮,可以依据必须较为便捷地在一个或好多个波长下开展测量。这类仪器一般作专用型剖析,如粮食作物水分测试仪。因为滤光片总数比较有限,难以剖析繁杂管理体系的试品。
扫描仪型仪器根据光栅的旋转,使可见光按波长多少先后根据测样元器件,与试品功效后,进到检测器检验。与滤光片型的近红外光谱仪器对比,散射型近红外光谱仪器材有可完成全谱扫描仪、屏幕分辨率较高、仪器价格适度和有利于维护保养等优势,其的的缺点是光栅或后视镜的机械轴承长期持续应用非常容易损坏,危害波长的精密度和再现性,抗震性较弱,一般不适宜做为全过程剖析仪器应用。
傅里叶变换光谱仪技术性是运用干预图和光谱图中间的对应关系,根据精确测量干预图和对干涉图开展傅立叶积分变换的办法来测量和科学研究光谱仪的技术性。与传统的的散射型光谱仪对比,傅里叶变换光谱仪能一起精确测量、纪录全部波长的数据信号,并以更高一些的高效率收集来源于灯源的辐射源动能,具备更多的波长精密度、屏幕分辨率和频率稳定度。但因为干涉仪中动镜的存有,仪器的线上长期稳定性遭受一定的限定,此外对仪器的应用和置放自然环境也是有较高的规定。
光控可调式滤光器(Acousto-optic Tunable Filter,简称为AOTF)是运用超音波与特殊的结晶功效而造成分光的半导体材料。用AOTF做为分光系统软件,被觉得是90时代近红外光谱仪器的进度。与传统的的纯色器对比,选用光控调配造成可见光,即根据超声波微波射频的转变完成光谱仪扫描仪。光学元件无挪动构件,波长转换快、再现性好,程序化交易的波长操纵使这种仪器的运用具备较大的操作灵活性。光控可调式滤光器近红外光谱仪器的这种特点使其近些年在工业生产线上中获得很多的运用。但现阶段这类仪器的屏幕分辨率相对性较低,价钱也较高。
为了更好地能形象化地对几类不一样种类的近红外光谱仪器的优点和特性开展掌握,下列表2做出了简略的汇总。
表 多种类型近红外光谱分析仪器特性与性能较为
种类特性屏幕分辨率扫描仪速率频率稳定度
滤光片型波长单一,流明值多少--高
光栅扫描仪型有挪动构件,流明值低低慢低
傅里叶变换型有挪动构件,流明值高普通高中高
光控调配滤光器形无挪动构件,流明值低中快中
固定不动环路多路检验型无挪动构件,流明值中快中
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