一、近紅外光譜的工作原理

有機(jī)物以及部分無機(jī)物分子中各種含氫基團(tuán)在受到近紅外線照射時(shí)，被激發(fā)產(chǎn)生共振，同時(shí)吸收一部分光的能量，測(cè)量其對(duì)光的吸收情況，可以得到極為復(fù)雜的紅外圖譜，這種圖譜表示被測(cè)物質(zhì)的特征。不同物質(zhì)在近紅外區(qū)域有豐富的吸收光譜，每種成分都有特定的吸收特征。因此，NIR能反映物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)信息，從而可以作為獲取信息的一種有效載體。

二、近紅外光譜儀的應(yīng)用

NIR分析技術(shù)的測(cè)量過程分為校正和預(yù)測(cè)兩部分，(1)校正：①選擇校正樣品集，②對(duì)校正樣品集分別測(cè)得其光譜數(shù)據(jù)和理化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，③將光譜數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)計(jì)量方法建立校正模型；(2)預(yù)測(cè)：采集未知樣品的光譜數(shù)據(jù)，與校正模型相對(duì)應(yīng)，計(jì)算出樣品的組分。由此可知，建立一個(gè)準(zhǔn)確的校正模型是近紅外光譜分析技術(shù)應(yīng)用中的重中之重。

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    近紅外光（NIR）是介于可見光（VIS）和中紅外光（MIR）之間的電磁波，其波長在780～2526nm范圍內(nèi)。塑料紅外光譜吸收峰的位置、強(qiáng)度取決于塑料分子中各基團(tuán)的振動(dòng)形式和所處的化學(xué)環(huán)境，根據(jù)朗伯-比耳吸收定律，隨著被選塑料其成分的變化，其光譜特征也將發(fā)生變化從而實(shí)現(xiàn)定性和定量區(qū)分[1]。廢棄塑料的種類很多，有些甚至在可見光范圍內(nèi)無法加以區(qū)分，這給生產(chǎn)、回收與循環(huán)使用帶來困難，而近紅外光譜分析則可以解決這些問題。在光波長為1100～1600nm的波段區(qū)，幾種常見廢舊塑料的近紅外光譜的特征很弱，且光譜塑料垃圾近紅外光譜檢測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)而在1600～2500nm的波段區(qū)，幾種常見廢舊塑料有著明顯不同的吸收峰，位置與強(qiáng)度特征明顯，可以據(jù)此區(qū)別不同成分的塑料。本文以氯乙烯（PVC）和聚對(duì)苯二甲酸類塑料（PET）2大類塑料為分選對(duì)像來建立分選實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。在波長1600～1800nm范圍之間，PVC和PET各有一個(gè)位置與強(qiáng)度均不相同特征峰[3]。當(dāng)波長為1660nm時(shí)，PET塑料的近紅外光透過率為比較低，而PVC塑料的透過率比較低點(diǎn)為1716nm，采用光電檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到這2個(gè)不同的特征峰，并進(jìn)行比較就可以分辨出這2種不同塑料。

近紅外線

1. 定義

近紅外光（Near Infrared，NIR）是介于可見光（VIS）和中紅外光（MIR）之間的電磁波，按ASTM（美國試驗(yàn)和材料檢測(cè)協(xié)會(huì)）定義是指波長在780～2526nm范圍內(nèi)的電磁波，習(xí)慣上又將近紅外區(qū)劃分為近紅外短波（780~1100nm）和近紅外長波（1100~2526nm）兩個(gè)區(qū)域。對(duì)植物十分敏感?，F(xiàn)代近紅外光譜（NIR）分析技術(shù)是近年來分析化學(xué)領(lǐng)域迅猛發(fā)展的高新分析技術(shù)，越來越引起國內(nèi)外分析**的注目，在分析化學(xué)領(lǐng)域被譽(yù)為分析“巨人”，它的出現(xiàn)可以說帶來了又一次分析技術(shù)的**。

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2. 近紅外光譜分析原理

近紅外光譜屬于分子振動(dòng)光譜的倍頻和主頻吸收光譜，主要是由于分子振動(dòng)的非諧振性使分子振動(dòng)從基態(tài)向高能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，具有較強(qiáng)的穿透能力。近紅外光主要是對(duì)含氫基團(tuán)Ｘ－Ｈ（Ｘ＝Ｃ、Ｎ、Ｏ）振動(dòng)的倍頻和合頻吸收，其中包含了大多數(shù)類型有機(jī)化合物的組成和分子結(jié)構(gòu)的信息。由于不同的有機(jī)物含有不同的基團(tuán)，不同的基團(tuán)有不同的能級(jí)，不同的基團(tuán)和同一基團(tuán)在不同物理化學(xué)環(huán)境中對(duì)近紅外光的吸收波長都有明顯差別，且吸收系數(shù)小，發(fā)熱少，因此近 近紅外線紅外光譜可作為獲取信息的一種有效的載體。近紅外光照射時(shí)，頻率相同的光線和基團(tuán)將發(fā)生共振現(xiàn)象，光的能量通過分子偶極矩的變化傳遞給分子；而近紅外光的頻率和樣品的振動(dòng)頻率不相同，該頻率的紅外光就不會(huì)被吸收。因此，選用連續(xù)改變頻率的近紅外光照射某樣品時(shí)， 由于試樣對(duì)不同頻率近紅外光的選擇性吸收，通過試樣后的近紅外光線在某些波長范圍內(nèi)會(huì)變?nèi)?，透射出來的紅外光線就攜帶有機(jī)物組分和結(jié)構(gòu)的信息。通過檢測(cè)器分析透射或反射光線的光密度， 就可以確定該組分的含量。

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    紅外傳感器的組成與分類1、組成：紅外線傳感器包括光學(xué)系統(tǒng)、檢測(cè)元件和轉(zhuǎn)換電路。2、分類：光學(xué)系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)不同可分為透射式和反射式兩類。檢測(cè)元件按工作原理可分為熱敏檢測(cè)元件和光電檢測(cè)元件。熱敏元件應(yīng)用**多的是熱敏電阻。熱敏電阻受到紅外線輻射時(shí)溫度升高，電阻發(fā)生變化，通過轉(zhuǎn)換電路變成電信號(hào)輸出。光電檢測(cè)元件常用的是光敏元件，通常由硫化鉛、硒化鉛、砷化銦、砷化銻、碲鎘汞三元合金、鍺及硅摻雜等材料制成。（1）紅外線傳感器依動(dòng)作可分為：1)將紅外線一紅外線傳感器及其應(yīng)用2)利用半導(dǎo)體遷徙現(xiàn)象吸收能量差之光電效果及利用因PN接合之光電動(dòng)勢(shì)效果的量子型。熱型的現(xiàn)象俗稱為焦熱效應(yīng)。（2）按照功能能夠分成五類：1）輻射計(jì)，用于輻射和光譜測(cè)量；2）搜索和**系統(tǒng)，用于搜索和**紅外目標(biāo)，確定其空間位置并對(duì)它的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行**；3）熱成像系統(tǒng)，可產(chǎn)生整個(gè)目標(biāo)紅外輻射的分布圖象；4）紅外測(cè)距和通信系統(tǒng)；5）混合系統(tǒng)，是指以各類系統(tǒng)中的兩個(gè)或者多個(gè)的組合。 湖北ABS紅外線穿透塑料特點(diǎn)

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