Princípios básicos do espectro infravermelho próximo

O espectro de infravermelho próximo refere-se a ondas eletromagnéticas com comprimentos de onda na faixa de 780 nm a 2500 nm (número de ondas na faixa de cerca de 12.800 cm-1 a 4.000 cm-1). Quando a luz infravermelha próxima interage com a matéria, a principal excitação é a migração de níveis de energia vibratória de grupos contendo hidrogênio na molécula (como C-H, O-H, N-H, etc.), gerando um espectro de absorção. Estes espectros de absorção estão intimamente relacionados com a estrutura química da substância e, portanto, a composição e as propriedades da substância podem ser inferidas através da análise do espectro.

2. Coleta espectral

O analisador de infravermelho próximo emite luz infravermelho próximo através de uma fonte de luz (geralmente uma lâmpada de halógeno ou LED) que irradia a amostra. Após a amostra absorver parte da energia luminosa, a luz transmitida ou refletida é capturada por um detector, como um detector InGaAs, para formar um sinal espectral. Dependendo do estado da amostra (sólida, líquida ou em pó), diferentes padrões de medição, como transmissão, reflexão ou difusão, podem ser escolhidos.

3. Química e Modelagem

O espectro de infravermelho próximo geralmente contém grandes picos de absorção sobrepostas e é difícil de analisar diretamente. Portanto, os analisadores de infravermelho próximo dependem de métodos quimiométricos (como regressão linear múltipla, análise de componentes principais, multiplicação mínima de dois, etc.) para processar e analisar dados espectrais. Ao construir modelos matemáticos entre o espectro e as propriedades alvo, como umidade, proteínas, teor de gordura, etc., o instrumento pode prever rapidamente a composição de amostras desconhecidas.

4. Detecção sem danos

A maior vantagem do analisador de infravermelho próximo é sua capacidade de detecção sem danos. As amostras não precisam ser pré-tratadas, podem ser medidas diretamente, são adequadas para inspeção on-line e monitoramento em tempo real e são amplamente usadas em áreas como agricultura, alimentos, farmacêutica, química e outras.

5. Composição do instrumento

Um analisador de infravermelho próximo é geralmente composto pelas seguintes partes:

• Fonte de LuzEmissão de luz infravermelha próxima.
• Piscina de amostrasA área onde a amostra é colocada pode ser uma piscina de transmissão, uma piscina de reflexão ou uma piscina de reflexão difusa.
• Sistema espectral: A descomposição da luz composta em luz monocromática, a tecnologia espectral comum é a rasterização e a transformação de Fourier.
• DetectoresConverter um sinal óptico em sinal elétrico.
• Sistema de processamento de dadosProcessamento e análise de dados espectrais para obter resultados.

6. Área de aplicação

Os analisadores de infravermelho próximo são amplamente utilizados em:

• AgriculturaDetectar a umidade, proteínas, gorduras, etc. em grãos, rações.
• Indústria alimentarAnalisar a composição nutricional, a qualidade dos alimentos, etc.
• FarmacêuticaDetecção rápida e controle de qualidade dos ingredientes farmacêuticos.
• Indústria QuímicaAnálise de composição de matérias-primas e produtos.

Analisadores de infravermelho próximo de laboratório da série SupNIR-3000

Resumo

Os analisadores de infravermelho próximo vendidos pela Beijing Jitian Instruments Co., Ltd. usam a tecnologia de espectro infravermelho próximo, combinando métodos quimiométricos para realizar uma detecção rápida e sem danos da composição e propriedades da substância. Seu núcleo é a coleta espectral, o processamento de dados e a construção de modelos, com vantagens como eficiência, conveniência e não-destrutividade, que são amplamente usadas em várias indústrias.