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紅外光譜集成探測紅素、葉綠素、脂肪含量

發布時間:2024-02-17 來源:未知

光譜傳感器是一種光譜分析儀，通過將光照射到物質上并測量光的反射、散射和吸收來獲取分子信息。它與光譜儀幾乎相同，一般都配有集成探測器。光譜傳感器有多種類型，每種類型都根據所使用的光的波長范圍和所使用的原理來區分。通過使用分光傳感器，可以對測定對象物的顏色測定、膜厚測定、化學物質識別等進行監視。最近，已經開發出緊湊且高性能的光譜傳感器，使得實時分析變得容易。

光譜傳感器的應用

光譜傳感器有多種類型，應用范圍廣泛。它用于多種領域，包括半導體等工業領域、制藥等醫療應用以及食品和水質分析。

例如，在食品領域，使用近紅外光譜傳感器可以非接觸、不損壞食品進行測量。可以無損分析農產品的味道，可以實時測量西紅柿中番茄紅素含量、蔬菜中葉綠素含量、豬肉中脂肪含量等。近紅外光譜傳感器對于生產管理和質量控制非常有效，因為測量結果可以立即看到。

光譜傳感器原理

光譜傳感器通過將光照射到材料上并檢測反射或透射光來測量材料吸收的光量。物質吸收的光取決于其成分和結構，因此可以使用光譜傳感器來估計物質的成分。

光譜傳感器主要由光源、光譜部分、樣品部分和探測器組成。光源產生的光在光譜儀中調節至特定波長并照射到樣品上。在這種情況下，如果照射光的波長僅限于一種，則稱為單色儀，如果使用多個波長，則稱為多色儀。前一種方法由于掃描測量波長而需要時間，但精度很高。后者可以在短時間內測量，但信號強度較弱，精度較差。

樣品反射或透射的光被引導至檢測器，并測量其強度。檢測器根據測量波長而不同。 CCD 探測器用于 180 nm 至 1,100 nm 的紫外至近紅外光范圍，InGaAs 型用于 900 至 1,700 nm 的近紅外光，擴展 InGaAs 型用于 1700 至 2,500 nm 的近紅外光納米。

光譜傳感器的類型

光譜傳感器通過用于測量的波長來區分。每種都有自己的特點，因此您應該根據自己的目的選擇一種。光的種類很多，使用每種光的測量裝置也有，但一般來說，光譜傳感器使用的是紫外/可見光、近紅外光、中紅外光和遠紅外光。

1. 紫外/可見光

用紫外線/可見光照射待測樣品，并測量反射光或透射光。物體的顏色是根據物體吸收紅、藍、綠三種顏色的程度的信息來確定的。作為檢測物質顏色的顏色傳感器，用于管理產品的顏色并檢測缺陷產品和雜質。

2. 近紅外光譜

用近紅外線照射待測樣品，并測量透射或反射的近紅外線。近紅外光穿過物體而不被吸收。可以分析固體、粉末、液體等各種狀態的樣品。如上所述，除了用于無損農產品和食品外，還用于測量血氧飽和度的脈搏血氧儀、紅外攝像機等。

3. 中紅外光譜

用中紅外線照射待測樣品并測量反射的中紅外線。由于每個分子都有獨特的吸收模式，因此可以識別物質。對于固體樣品，只能在照射光照射的表面附近進行測量，因此主要用于檢測氣體和液體中的雜質。它用于發動機油分析和尿液測試。

4.遠紅外線

測量從測量目標發射的遠紅外線。遠紅外線與溫度密切相關，可以測量溫度的差異。它用于熱成像、運動傳感器等。

有關光譜傳感器的其他信息

光譜傳感器以外的光譜分析方法

光譜分析通過測量物質透射或反射的光的能量并將其與入射光的能量進行比較來對物質進行定性和定量分析。以下方法是典型的光譜分析方法，所使用的波長從伽馬射線到無線電波不等。

1.吸收光譜

吸收光譜是通過用光照射樣品，測量反射或透射光，并將其與入射光的能量進行比較，從而對物質進行定性和定量分析的分析方法。典型的分析設備是每個波長的吸收光譜儀。

2. 熒光光譜（或發射光譜）

熒光光譜是一種分析方法，其中用光照射樣品，測量樣品產生的熒光（或冷光），從而利用光的能量對物質進行定性和定量分析。 .這是一個方法。典型的分析儀器包括熒光磷光光譜和X射線熒光光譜(XRF)。

3. 光散射光譜法

光散射光譜法是一種用光照射樣品，測量散射光，并根據光的能量和強度對物質進行定性和定量分析的分析方法。典型的分析儀器包括拉曼光譜、動態光散射 (DLS) 和小角 X 射線散射 (SAXS)。

4. 磁共振光譜法

磁共振光譜法是一種在磁場中用光照射樣品，測量透射光，并根據吸收光對物質進行定性和定量分析的分析方法。典型的分析儀器包括核磁共振（NMR）、電子自旋共振（ESR）和核磁共振成像（MRI）。

5.光電子能譜

光電子能譜是一種用光照射樣品并測量光電效應發射的電子的分析方法。利用電子的能量對物質進行定性和定量分析。典型的例子包括X射線光電子能譜(XPS)、紫外光電子能譜(UPS)和俄歇電子能譜(AES)。

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