近紅外水分儀的吸收原理
更新時間：2021-12-29 點擊次數：1067
水(shui)(shui)(shui)分(fen)儀利用的(de)現象是(shi)(shi)：許多(duo)的(de)物質(zhi)(zhi)在特定(ding)波(bo)長(chang)下吸(xi)收紅(hong)外能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)，而(er)不(bu)(bu)吸(xi)收在其(qi)它波(bo)長(chang)下的(de)紅(hong)外能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)。當測(ce)(ce)量(liang)(liang)受(shou)測(ce)(ce)物質(zhi)(zhi)的(de)水(shui)(shui)(shui)含(han)(han)量(liang)(liang)時(shi)，至少(shao)選(xuan)擇兩(liang)(liang)種(zhong)(zhong)(zhong)波(bo)長(chang)。一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)是(shi)(shi)為參照(zhao)波(bo)長(chang)，不(bu)(bu)會(hui)被受(shou)測(ce)(ce)物質(zhi)(zhi)或水(shui)(shui)(shui)強烈(lie)吸(xi)收。另一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)是(shi)(shi)為量(liang)(liang)波(bo)長(chang)，它不(bu)(bu)會(hui)被受(shou)測(ce)(ce)物質(zhi)(zhi)強烈(lie)吸(xi)收，但會(hui)被水(shui)(shui)(shui)強烈(lie)吸(xi)收。儀器使用裝嵌在轉(zhuan)輪上(shang)(shang)的(de)精密紅(hong)外濾光(guang)片。這種(zhong)(zhong)(zhong)安裝允許參照(zhao)光(guang)和測(ce)(ce)量(liang)(liang)光(guang)的(de)脈(mo)沖交替地通(tong)(tong)過濾光(guang)片。被保留(liu)的(de)光(guang)束會(hui)被聚焦在受(shou)測(ce)(ce)試的(de)樣品(pin)上(shang)(shang)。先是(shi)(shi)參照(zhao)光(guang)被投影(ying)在樣品(pin)上(shang)(shang)，然(ran)后是(shi)(shi)測(ce)(ce)量(liang)(liang)光(guang)被投影(ying)在樣品(pin)上(shang)(shang)。這兩(liang)(liang)個(ge)具有時(shi)序的(de)光(guang)能(neng)(neng)(neng)(neng)脈(mo)沖會(hui)被反(fan)射回(hui)到一(yi)個(ge)探(tan)測(ce)(ce)器上(shang)(shang)，依次(ci)轉(zhuan)換成兩(liang)(liang)個(ge)電信號。參考(kao)通(tong)(tong)道表(biao)示預(yu)計的(de)反(fan)射能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)的(de)多(duo)少(shao)。測(ce)(ce)量(liang)(liang)通(tong)(tong)道有一(yi)部分(fen)被水(shui)(shui)(shui)分(fen)子所吸(xi)收，因此其(qi)能(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)將出現衰(shuai)減。這兩(liang)(liang)個(ge)信號結合形成一(yi)個(ge)比(bi)(bi)率(lv)(lv)(lv)（參照(zhao)除法測(ce)(ce)量(liang)(liang)）。這比(bi)(bi)率(lv)(lv)(lv)與(yu)一(yi)些(xie)從不(bu)(bu)同含(han)(han)水(shui)(shui)(shui)程度樣品(pin)中獲得的(de)其(qi)它比(bi)(bi)率(lv)(lv)(lv)的(de)差，是(shi)(shi)與(yu)兩(liang)(liang)者含(han)(han)水(shui)(shui)(shui)量(liang)(liang)的(de)差成正比(bi)(bi)例。多(duo)種(zhong)(zhong)(zhong)的(de)因素能(neng)(neng)(neng)(neng)調節(jie)這比(bi)(bi)率(lv)(lv)(lv)而(er)形成測(ce)(ce)量(liang)(liang)物料水(shui)(shui)(shui)分(fen)率(lv)(lv)(lv)的(de)結果(guo)
吸(xi)收原理
近紅外(wai)水(shui)分儀(yi)是根據近紅外(wai)波長會被水(shui)分子(zi)吸收的(de)原理，分析某特定波長的(de)近紅外(wai)能量(liang)變化。
水分子不(bu)是靜止(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)：當遇到特定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)能量帶時，它們(men)會振動。水分子中兩個氫原(yuan)子與氧原(yuan)子的(de)(de)(de)(de)(de)鍵會伸展、收(shou)(shou)縮、或以其它形態扭(niu)曲。需要外(wai)來的(de)(de)(de)(de)(de)能量引(yin)起這些(xie)振動，需要的(de)(de)(de)(de)(de)能量遍及(ji)整個電磁光(guang)譜的(de)(de)(de)(de)(de)特定(ding)波(bo)段(duan)(duan)。在整個光(guang)譜的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同(tong)部(bu)位，有(you)一(yi)些(xie)吸收(shou)(shou)波(bo)段(duan)(duan)十(shi)分強(qiang)烈，有(you)一(yi)些(xie)十(shi)分微(wei)弱。在光(guang)譜的(de)(de)(de)(de)(de)近紅(hong)外(wai)部(bu)位，該部(bu)分波(bo)段(duan)(duan)對于水分子特別(bie)強(qiang)烈，同(tong)時儀器(qi)在發射、過濾和接收(shou)(shou)這能量方(fang)面(mian)更容易實現。使用介可視近紅(hong)外(wai)光(guang)能量的(de)(de)(de)(de)(de)特定(ding)波(bo)長(chang)，以提供適量的(de)(de)(de)(de)(de)能量給被測產(chan)品中的(de)(de)(de)(de)(de)水分。一(yi)般用以測量水分的(de)(de)(de)(de)(de)波(bo)長(chang)保持在1至2.5微(wei)米(mi)范(fan)圍。
特(te)定波長(chang)能(neng)量(liang)被吸收(shou)的(de)多(duo)少(shao)，取決(jue)于近紅外能(neng)量(liang)束(shu)所(suo)(suo)遇到(dao)的(de)水分子多(duo)少(shao)和(he)在該特(te)定波長(chang)的(de)吸收(shou)強度(du)。能(neng)量(liang)束(shu)所(suo)(suo)遇到(dao)的(de)水分子數量(liang)是與所(suo)(suo)測(ce)物(wu)質中水分成正(zheng)比。同時因為(wei)水分儀是反射比的(de)形式，測(ce)量(liang)的(de)光束(shu)亦被受測(ce)物(wu)質的(de)反射和(he)吸收(shou)特(te)性所(suo)(suo)影響。
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