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摘 要

近红外技术是20世纪90年代以来发展最快、最引人注目的用于分析测试行业的一门新技术。对于近红外技术而言，一般取得样品光谱数据后可立即得到定性或者定量的分析报告,而且只通过一张光谱图就可以计算出样品的各种组成或性质数据。该文简要介绍了近红外技术的基本原理、发展历程和技术特点；并介绍了该技术在茶叶、烟草、奶制品、制药等生活生产方面的应用和前景展望。

关键词：近红外技术，分析测试，基本原理，实际应用

Abstract：Near infrared technology is the fastest growing and the most striking a new technology used to analyze the test field since the 1990s.For near infrared technology,generally could achieve date quantitative or qualitative analysis immediately after obtaine sample spectra,and only through a spectrum of various samples can calculate all kinds of composition or properties date of the samples.This paper briefly introduces the basic principle of near infrared technology,development history and technical characteristics;also introduce the technology’s practical application such as tea,tobacco,dairy products,pharmaceutical production and prospect of application.

Keywords：Near infrared technology,Analyze the test field,Basic principle, Practical application

目 录

1 引言 4

2 红外线的物理基础 4

2.1 红外线的发现与本质 4

2.2 红外线的划分方式 4

2.3 常见的红外辐射源 5

2.4 红外线的重要特性 7

3 近红外技术的基本原理和发展历程 7

3.1 近红外技术的工作原理 8

3.2 近红外技术的测定过程 8

3.3 近红外技术的仪器分类 11

3.4 近红外技术的发展历程 11

4 近红外技术的应用 12

4.1 近红外光谱技术在茶叶上的应用研究 12

4.2 近红外光谱技术在烟草行业的应用 13

4.3 牛奶及其制品营养成分检测 14

4.4 近红外光谱技术制药领域的应用 16

5 近红外技术的特点 17

5.1 近红外分析技术的优越性 17

5.2 近红外分析技术的不足 17

结 论 18

参 考 文 献 19

致 谢 20

1 引言

波长范围介于可见光(VIS)与中红外(MIR)区之间的电磁波称为近红外光(Near Infrared 简称NIR), 是科学家最早发现的非可见光区域。目前国际上通行的标准一般将近红外光谱区定义为波长780—2526nm的光谱区。

近红外谱区的信息主要来自于有机物中的含氢基团(如C—H、O—H、N—H和C=O)的分子内部原子间振动的倍频与合频的信息,信息量很丰富。这是近红外光谱分析的基础，也是可用于分析的化合物的前提条件。该倍频及和频跃迁几率很低，但在近红外光谱区的有机物被表示为倍频和频率的吸收，消光系数较弱，造成严重重叠的频段。所以从中提取近红外光谱的信息基本属于微弱信息，必须利用现有的光机技术、计算机技术为后期处理所需的各种信息提供条件。因为几乎所有的主要结构和有机物质的组合物可以在近红外光谱信号的光谱稳定性的发现，很容易获取的光谱，因此近红外光谱法(NIRS)被誉为分析的巨人。

2 红外线的物理基础

2. 1 红外线的发现与本质

1800年，英国天文学家 Herschel 用棱镜将太阳光色散时首次发现了红外线，是肉眼看不见的光线,其光谱波长为780一2500nm。在利用灵敏的温度计进行测量时，发现红光外测温度计温度比红光区域高，由此证明了红外线的存在。

红外辐射究其本质是一种热辐射。任何对象，只要温度高于绝对零度( -273 ℃)，就会向外部空间以红外线的方式辐射能量，物体向外辐射的能量大部分是通过红外线辐射这种形式来实现的。通常来说物体表面的温度越高，辐射出来的红外线也就越多能量也就越强。相反的，红外线被物体吸收后可以转化成热能。

红外辐射和所有的电磁波一样，是以波的形式在空间内进行传播的，具有和电磁波相似特性，如折射、反射、散射、干涉和吸收等。

红外辐射的强度及波长与物体的温度和辐射率相关，我们把能在任何温度下全部吸收投射到其表面的红外辐射的物体称为黑体，能把全部红外辐射都进行反射的物体称为镜体，能让红外辐射全部透过的物体称为透明体，能部分反射或吸收红外辐射的物体称为灰体。自然界并没有完全意义上的黑体、镜体和透明体，大部分物体基本还是属于灰体。

2. 2 红外线的划分方式

通常按照仪器技术标准和实际应用的不同，通常又将红外光化为三个区：近红外光区（0.75～2.5μm），中红外光区（2.5～25μm），远红外光区（25～1000μm）。

红外线分类	近红外线区	中间红外线区	远红外线区
按大气的三个波段划分	1～3 μm	3～5 μm	8～14 μm
按红外光谱划分	1～3 μm	3～40 μm	40～1000 μm
医学领域	0.76～3 μm	3～30 μm	30～1000 μm

表1. 红外线的划分方式

1．近红外光区（0.75～2.5μm）

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