现代近红外光谱分析仪工作原理 现代近红外光谱分析仪工作原理 2011年02月08日 20世纪90年代初,外国厂商开始在我国销售近红外光谱分析仪器产品,但在很长时间内，进展不大，其原因主要是：首先，近红外光谱分析要求光谱仪器、光谱数据处理软件（主要是化学计量学软件）和应用样品模型结合为一体，缺一不可。但被分析样品会由于样品产地的不同而不同，国内外的样品通常有差异，因此，进口仪器的应用模型一般不适合分析国内样品。如果自己建立模型，就需要操作人员了解和熟悉化学计量学知识和软件，而外商在中国的代理机构缺乏这方面的专业人才，不能有效地根据用户的需要组织培训，因此，用户对这项技术缺乏全面了解，影响到了它的推广使用。其次，进口仪器价格昂贵，售后技术服务费用也往往超出大多数用户的承受能力。 现代近红外光谱分析技工作原理 近红外光谱主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的。近红外光谱记录的是分子中单个化学键的基频振动的倍频和合频信息，它常常受含氢基团X-H（X-C、N、O）的倍频和合频的重叠主导，所以在近红外光谱范围内，测量的主要是含氢基团X-H振动的倍频和合频吸收。 由于倍频和合频跃迁几率低，而有机物质在NIR光谱区为倍频与合频吸收，所以消光系数弱，谱带重叠严重。因此从近红外光谱中提取有用信息属于弱信息和多元信息，需要充分利用现有的光机技术、电子技术和计算机技术进行处理。计算机技术主要包括光谱数据处理和数据关联技术。光谱数据处理是消除仪器因素（灯及测量方式等）环境因素（如温度等）和样品物态（如颜色、形态等）等对光谱的影响。常采用的方法有平滑、微分、基线漂移扣减、多元散射校正（MSC）和有限脉冲响应滤波（FIR）等也可以用小波变换来进行部分处理。数据关联技术主要是化学计量学方法。化学计量学的发展使多组分分析中多元信息处理理论和技术日益成熟，解决了近红外光谱区重叠的问题。通过关联技术可以实现近红外光谱的快速分析。在近红外光谱的应用中我们所关心的是被测样品的组成或各种物化性质，因此，如何提取这些有用信息是近红外光谱分析的技术核心。现在的许多研究与应用表明，
远红外线的10大功效 远红外线是一种对人体有益的光，是生命之光。远红外给予人体没有坏处，就算放射出几十度的高温，人体也可以接受。远红外线对细胞的共振效用、渗透作用、温热效果在养生健康行业得到广泛应用。 远红外线10大功效 远红外线可以改善血液循环 因为远红外线能够深入人体的皮下组织，所以利用远红外线反应，使皮下深层皮肤温度上升，扩张微血管，促进血液循环，复活酵素，强化血液及细胞组织代谢，对细胞恢复年轻有很大的帮助并能改善贫血。调节血压：高血压及动脉硬化一般是神经系统、内分泌系统，肾脏等细小动脉收缩及狭窄所造成。远红外线扩张微血管，促进血液循环能使高血压降低，又能改善低血压症状。 远红外线可以改善关节疼痛 远红外线深透力可达肌肉关节深处，使身体内部温暖，放松肌肉，带动微血管网的氧气及养分交换，并排除积存体内的疲劳物质和乳酸等老化废物对消除内肿，缓和酸痛之效果卓越。 远红外线可以调节自律神经 自律神经主要是调节内脏功能，人长期处在焦虑状态，自律神经系统持续紧张，会导致免疫力降低，头痛，目眩，失眠乏力，四肢冰冷。远红外线可调节自律神经保持在最佳状态，以上症状均可改善或祛除。 远红外线可以护肤美容 远红外线照射人体产生共鸣吸收，能将引起疲劳及老化的物质，如乳酸、游离脂肪酸、胆固醇、多余的皮下脂肪等，籍毛囊口和皮下脂肪的活化性，不经肾脏，直接从皮肤代谢。因此，能使肌肤光滑柔嫩。远红外线的理疗效果能使体内热能提高，细胞活化，因此促进脂肪组织代谢，燃烧分解，将多余脂肪消耗掉，进而有效减肥。 ps：皮肤自主呼吸顺畅，可有效排出皮肤内的毒素，减缓色斑，预防青春痘等常见皮肤亚健康状态。 远红外线可以改善循环系统
红外测温方法的工作原理及测温仪 (北京化工大学信息科学与技术学院) 摘要：本文从黑体辐射原理出发分析了红外测温的工作原理，从发射率、距离系数、环境等几个方面，探讨和分析了测温误差的原因，以及基于红外测温技术的测温仪的简单的概述,并对红外测温仪的分类、性能、选择及应用简要的说明。 关键词：黑体辐射、红外测温仪、温度测量 Infrared Thermometer and the working principle of Infrared Temperature measurement (College of Science and Technology， Beijing University of Chemical Technology) Abstract: In this paper, the theory of infra-red temperature measurement was analyzed according to the principle of blackbody radiation. We discussed the main factors for measurement accuracy, such as reflectance, distance coefficient and environment.Based on infrared temperature measurement technology, we make a simple overview of infrared thermometer, and a brief description of its classification, performance, selection and application. Key words: Blackbody radiation; infrared thermometer; temperature measurement 0引言 在自然界中,当物体的温度高于绝对零度时,由于它内部热运动的存在,就会不断地向四周辐射电磁波,其中就包含了波段位于0. 75～100μm的红外线.红外测温仪就是利用这一原理制作而成的,温度是度量物体冷热程度的一个物理量，是工业生产中很普遍、很重要的一个热工参数，许多生产工艺过程均要求对温度进行监视和控制，特别是在化工、食品等行业生产过程中，温度的测量和控制直接影响到产品的质量和性能。传统的接触式测温仪表如热电偶、热电阻等，因要与被测物质进行充分的热交换，需经过一定的时间后才能达到热平衡，存在着测温的延迟现象，故在连续生产质量检验中存在一定的使用局限。目前，红外温度仪因具有使用方便，反应速度快，灵敏度高，测温范围广，可实现在线非接触连续测量等众多优点，正在逐步地得以推广应用。表1列出了常用的测温方法和特点，其中红外测温作为一种常用的测温技术显示出较明显的优势。 表1常用测温方法对比 测温方法温度传感器测温范围（°C）精度（%） 接触式热电偶-200～1800 0.2～1.0 热电阻-50～3000.1～0.5非接触式红外测温-50～33001其它示温材料-35～2000<1
红外吸收光谱（IR）的基本原理及应用 基本原理 当红外光照射物质分子时，其具有的能量引起振动能级和转动能级的跃迁，不同的分子和基团具有不同的振动，根据分子的特征吸收可以鉴定化合物和分子的结构。 利用红外光谱对物质分子进行的分析和鉴定。将一束不同波长的红外射线照射到物质的分子上，某些特定波长的红外射线被吸收，形成这一分子的红外吸收光谱。每种分子都有由其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱，据此可以对分子进行结构分析和鉴定。 红外吸收光谱是由分子不停地作振动和转动运动而产生的，分子振动是指分子中各原子在平衡位置附近作相对运动，多原子分子可组成多种振动图形。当分子中各原子以同一频率、同一相位在平衡位置附近作简谐振动时，这种振动方式称简正振动（例如伸缩振动和变角振动）。 分子振动的能量与红外射线的光量子能量正好对应，因此当分子的振动状态改变时，就可以发射红外光谱，也可以因红外辐射激发分子而振动而产生红外吸收光谱。 分子的振动和转动的能量不是连续而是量子化的。但由于在分子的振动跃迁过程中也常常伴随转动跃迁，使振动光谱呈带状。所以分子的红外光谱属带状光谱。分子越大，红外谱带也越多。 红外光谱的应用 （一）化合物的鉴定 用红外光谱鉴定化合物，其优点是简便、迅速和可靠；同时样品用量少、可回收；对样品也无特殊要求，无论气体、固体和液体均可以进行检测。有关化合物的鉴定包括下列几种： 1、鉴别化合物的异同 某个化合物的红外光谱图同熔点、沸点、折射率和比旋度等物理常数一样是该化合物的一种特征。尤其是有机化合物的红外光谱吸收峰多达20个以上，如同人的指纹一样彼此各不相同，因此用它鉴别化合物的异同，可靠性比其它物理手段强。如果二个样品在相同的条件下测得的光谱完全一致，就可以确认它们是
远红外对人体得好处及理疗作用 远红外在医学领域被誉为“生命之光”,就是所有生命保持最佳健康得必须条件。远红外属于零副作用得清洁能源,发达国家广泛使用在医疗病房,婴儿监护室远红外线对身体得好处: A.延缓衰老提高免疫 令水份子活性化,提高身体得含氧量。人体约7０%就是水分。血液得水分比率更高达8０％若血气不足,血液中得水分子便集结成惰性水(即四个氢分子与一个氧分子结合),不能通过细胞膜、远红外线能使水分子产生共振,变成独立水分子(即两个氢分于与一个氧分子结合),提高身体得含氧量,细胞因而能恢复活力,精神更畅旺、头脑更灵活.进而能提高抗病能力,延缓衰老。 Ｂ. 调节血压治疗关节 远红外能改善微循环系统,独立水分子可自由出入细胞之间,再透过共鸣共振,转化为热能,令皮下深层得温度微升,血流速度加快,微丝血管扩张;微丝血管开放愈多,心脏得压力便可减少,微丝血管得功能就是向人体60兆个细胞供应氧气与营养,同时将新陈代谢产生得废物排出体外、若微循环系统出现毛病,会导致多种毛病,包括高血压、心血管疾病、肿瘤、关节炎、四肢冰冷麻痹等。成年人微丝血管得总长度可围绕地球三周,被称为人体得第二个心脏,可见其重要。 C.深层排毒强化肝肾 微循环系统若得到改善,新陈代谢产生得废物便可迅速排出体外,减轻肝脏及肾脏得负担。这些废物包括引致癌症得重金属:引致疲劳及老
化得乳酸、游离脂肪酸与皮下脂肪;引致高血压得铀离子,以及引致疼痛得尿酸。 D.净化血液预防疾病 远红外线能净化血液,改善皮肤质素、预防因尿酸过高而引致骨络关节疼痛,平衡身体得酸碱度。 主要得功能就是促进身体不同部位得得血液循环,预防酸痛不适,消除疲劳,以及预防疾病,例如风湿性关节炎、骨质增生、肩周炎、颈椎炎、腰痛、手脚麻痹等。 有出血倾向者应禁用:怀疑有恶性肿瘤得部位应慎用远红外线治疗;心血管功能不全者穿着有远红外线得保暖内衣,还有可能引发心律不齐或心绞痛:新伤疤疤痕也要避免接触远红外线,否则会促进其增生。E。护肤美容塑身减脂 远红外线照射人体产生共鸣吸收,能将引起疲劳及老化得物质,如乳酸、游离脂肪酸、胆固醇、多余得皮下脂肪等,籍毛囊口与皮下脂肪得活化性,不经肾脏,直接从皮肤代谢。因此,能使肌肤光滑柔嫩。远红外线得理疗效果能使体内热能提高,细胞活化,因此促进脂肪组织代谢,燃烧分解,将多余脂肪消耗掉,进而有效减肥。 通过科学检测,远红外线得热效应与使人体共振吸收后主要产生以下几方面功能: １、激活了生物大分子得活性。 2、使生物体得分子能够被激发而处于较高振动状态。 这样便激活了核酸蛋白质等生物大小分子得活性,从而发挥了生物大
红外线测温仪原理及应用 摘要：测量温度的方法有很多种，温度计大致可以分为接触式测温仪表和非接触式测温仪表两类。其中接触式的有我们熟悉的液体式温度计，热电偶式温度计和 热电阻式温度计等等。 关键词：红外线测温辐射光纤 众所周知，温度是供热，供燃气，通风及空调系统中最重要的参数之一。尤其在热工测量过程中，温度的精准程度往往是决定实验成败的关键。因此，一个精确度高的测温仪器在工程中是必不可少的。因此本文就温度测量工具中的红外线测温仪的原理及应用进行一些介绍。 一，红外测温的理论原理 在自然界中，当物体的温度高于绝对零度时，由于它内部热运动的存在，就会不断的向四周辐射电磁波，其中就包含了波段位于0.75μm~100μm的红外线。他最大的特点是在给定的温度和波长下，物体发射的辐射能有一个最大值，这种物质称为黑体，并设定他的反射系数为1，其他的物质反射系数小于1，称为灰体，由于黑体的光谱辐射功率P(λＴ)与绝对温度T之间满足普朗克定。说明在绝对温度T下，波长λ处单位面积上黑体的辐射功率为P(λＴ)。根据这个关系可以得到图1的关系曲线，从图中可以看出： （1)随着温度的升高，物体的辐射能量越强。这是红外辐射理论的出发点，也是单波段红外测温仪的设计依据。 （2)随着温度升高，辐射峰值向短波方向移动（向左)，并且满足维恩位移定理，峰值处的波长与绝对温度T成反比，虚线为处峰值连线。这个公式告诉我们为什么高温测温仪多工作在短波处，低温测温仪多工作在长波处。 （3)辐射能量随温度的变化率，短波处比长波处大，即短波处工作的测温仪相对信噪比高（灵敏度高），抗干扰性强，测温仪应尽量选择工作在峰值波长处，特别是低温小目标的情况下，这一点显得尤为重要。 二，红外线测温仪的原理
红外光谱的原理及应用 (一)红外吸收光谱的定义及产生 分子的振动能量比转动能量大，当发生振动能级跃迁时，不可避免地伴随有转动能级的跃迁，所以无法测量纯粹的振动光谱，而只能得到分子的振动-转动光谱，这种光谱称为红外吸收光谱 红外吸收光谱也是一种分子吸收光谱。当样品受到频率连续变化的红外光照射时，分子吸收了某些频率的辐射，并由其振动或转动运动引起偶极矩的净变化，产生分子振动和转动能级从基态到激发态的跃迁,使相应于这些吸收区域的透射光强度减弱。记录红外光的百分透射比与波数或波长关系曲线，就得到红外光谱 （二）基本原理 1产生红外吸收的条件 (1)分子振动时，必须伴随有瞬时偶极矩的变化。对称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，无红外活性。如：N2、O2、Cl2 等。非对称分子：有偶极矩，红外活性。 (2)只有当照射分子的红外辐射的频率与分子某种振动方式的频率相同时，分子吸收能量后，从基态振动能级跃迁到较高能量的振动能级，从而在图谱上出现相应的吸收带。 2分子的振动类型 伸缩振动：键长变动，包括对称与非对称伸缩振动 弯曲振动：键角变动，包括剪式振动、平面摇摆、非平面摇摆、扭曲振动 3几个术语 基频峰：由基态跃迁到第一激发态，产生一个强的吸收峰，基频峰； 倍频峰：由基态直接跃迁到第二激发态，产生一个弱的吸收峰，倍频峰； 组频：如果分子吸收一个红外光子，同时激发了基频分别为v1和v2的两种跃迁，此时所产生的吸收频率应该等于上述两种跃迁的吸收频率之和，故称组频。 特征峰：凡是能用于鉴定官能团存在的吸收峰，相应频率成为特征频率。 相关峰：相互可以依存而又相互可以佐证的吸收峰称为相关峰 4影响基团吸收频率的因素 （1 外部条件对吸收峰位置的影响：物态效应、溶剂效应 （2分子结构对基团吸收谱带的影响： 诱导效应：通常吸电子基团使邻近基团吸收波数升高，给电子基团使波数降低。 共轭效应：基团与吸电子基团共轭，使基团键力常数增加，因此基团吸收频率升高，基团与给电子基团共轭，使基团键力常数减小，因此基团吸收频率降低。 当同时存在诱导效应和共轭效应，若两者作用一致，则两个作用互相加强，不一致，取决于作用强的作用。 （3）偶极场效应：互相靠近的基团之间通过空间起作用。 （4）张力效应：环外双键的伸缩振动波数随环减小其波数越高。 （5）氢键效应：氢键的形成使伸缩振动波数移向低波数，吸收强度增强 （6）位阻效应：共轭因位阻效应受限，基团吸收接近正常值。 （7）振动耦合，（8）互变异构的影响 （三）红外吸收光谱法的解析 红外光谱一般解析步骤 1. 检查光谱图是否符合要求; 2. 了解样品来源、样品的理化性质、其他分析的数据、样品重结晶溶剂及纯度; 3. 排除可能的―假谱带‖; 4. 若可以根据其他分析数据写出分子式，则应先算出分子的不饱和度U
近红外光谱的原理及应用学习报告经过半学期对近红外光谱知识的学习，我学到了以下的内容： 1.光谱的产生原因 光谱的产生原因是因为物质对光的选择性吸收，其中包含有分子吸收光谱，原子吸收光谱，根据分子震动模式的不同产生不同的吸收特性。 其中，徐老师仔细的给我们讲述了分子的振动模式，其中为了计算多原子分子多种可能的振动模式，引入了自由度的概念来确定分子系统的振动模式数量。定义空间中的一个点需要三个自由度，n 个点则需要3n 个自由度，其中确定整个分子的平面运动和旋转运动分别需要 3 个自由度，这样描述分子内部的原子振动则需要3n-6 个自由度。 在分子内沿着两原子之间化学键的移动为伸缩振动，可以分为对称振动和非对称振动，而原子间以相对于化学键有一定的角度的运动则称为弯曲振动，可以分为剪切运动、摆动、对称扭曲以及非对称扭曲运动，每一个振动模式在近红外光谱区都会产生倍频或合频吸收，吸收强度则取决于振动的非简谐性程度。含有最小原子核质量的氢原子的化学键在振动时的振幅最大，所以化学键所有的振动模式与线性谐振子振动模型的振动模式偏离较大，在近红外区所观察到的很多吸收带都是氢原子伸缩振动所产生的倍频以及伸缩振动和弯曲振动相互作用所产生的合频吸收。 2.光谱的分类 光谱可分为发射光谱、吸收光谱和散射光谱。 其中，关于发射光谱（反射光谱）我们讲的较少，主要还是着重于吸收光谱与散射光谱的学习。 2.1 吸收光谱 谈到吸收光谱，我们主要学习了朗伯比尔定律。 朗伯定律中提到，光被透明介质吸收的比例与入射光的强度无关；在光程上每等厚层介质吸收相同比例值的光，即光被吸收的量正比于光程中产生光吸收的分子数目。其公式如下： 其中， A——吸光度；C——样品浓度；d——光程；k——光被吸收的比例系数； T——透射比，即透射光强度与入射光强度之比。
远红外线的神奇作用 远红外线健康法 HOT活络气血治愈百病 太阳照一照疾病赶快跑，汗水排一排健康马上到。 远红外线的惊奇功效 远红外线是什么? 到前一章为止,探讨了许多影响及威胁我们健康的问题.其根本的原因,其实都来自于身体的虚冷问题.所以,所以近来对于能够解决这些问题的关键所在远红外线也被大肆渲染起来.究竟, 远红外线到底有什么功效呢?它不但可以去除身体的虚冷,从活性氧的伤害中保护身体,并且具备了促使负离子及脑内物质的发生.在本章里对于远红外线将有详细的探讨. 远红外线是光线的一种 感觉上有很多人都知道远红外线,最近也常常听人在讨论远红外线.那些红外线及远红外线到底那里不一样呢? 首先,说明红外线.也许你在以前的物理课程,做过类似实验也说不一定.太阳光透过三棱镜照射的话,会出现类似彩虹的色带.颜色的顺序为紫/青绿黄橘红,因为眼睛看得见,所以称作可视光线.光线是利用波在传达.可视光线的波长范围大约从0.4微米到0.75微米(1微米为1毫米的千分之一). 在可视光线中,红色为接近0.75微米波长的光线,相反的,紫色为接近0.4 微米波长的光线,所以红色是可见光线中波长最长的,换句话说,在红色外侧的光线,眼睛看不见.但虽然看不见,它却存在着.这种眼睛看不到的光线,因为在红色的外侧,也有眼睛看不见的光线,那就是紫外线. 由此可见,红外线比0.75微米的可视光线拥有更长的波长,是眼睛所看不到的光线 .但是,并不是所有0.75微米以上的波长全部都称为红外线, 红外线的范围大约为0.75微米波长的光线到1000微米之间.如果是更长的波长,就是Micro波的领域. 远红外线是红外线中较长的波长 那么,所谓远红外线到底有什么作用呢? 红外线的波长,从0.75微米到1000微米,非常广的范围,先前已叙述过了,更进一步分析, 远红外线可依照波长的长度再细分为四种,
红外热成像摄像机原理分析以及应用 随着技术的进步，监控系统已经在各个领域得到了广泛的应用。目前的视频监控系统主要采用可见光摄像机和人工监视、录像相结合的方式进行日常的安全防护，但由于可见光摄像机在恶劣天气或照度较低的条件下，很难滤除干扰得到有用的视频图像，因此使得整个安防系统在夜间或恶劣天气条件下的防范能力大打折扣。 同时，由于现在的视频监控系统仍然依托于人工监视，安保人员需要对监控画面进行24小时不间断的监视、人为对视频图像进行分析报警，否则系统就起不到实时报警的功能，而更多的只是事发后取证的作用。从整体上来说，目前的视频监控系统还处于在半天时、半天候和半自动状态。 在伊拉克战争中，美军平均每个士兵拥有1.7台红外热像仪产品 一项统计数据表明，世界上47%的暴力犯罪案件发生在晚6点到早6点之间。原因很简单，在夜幕的笼罩下，犯罪分子容易隐蔽，犯罪场面也不容易被看见——黑暗掩盖了犯罪行为。即使安装了一般的视频监控系统，也有可能让犯罪分子逃之夭夭。因此，如何提高在“夜黑风高”的案件高发时间段的自动报警防范能力，成为安防系统当成亟待解决的难题之一。 在这种情况下，红外热成像技术以其作用距离远、穿透能力强、能识别隐蔽目标等优势被引入安防领域，成为监控领域的一份子。 热成像摄像机的监控原理 在自然界中一切温度高于绝对零度(-273.16摄氏度)的物体都不断地辐射着红外线，这种现象称为热辐射。红外线是一种人眼不可见的光波，无论白天黑夜，物体都会辐射红外线，但红外线不论强弱，人们都看不到。 热成像摄像机(又叫热像仪)就是利用红外探测器、光学成像物镜接收被测目标的红外辐射信号，经过红外光学系统红外探测器的光敏源上利用电子扫描电路对被测物的红外热像进行扫描转换成电信号，经放大处理、转换或标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热图像。利用这种原理制成的仪器为热成像摄像机。它通过探测微小的温度差别，将温度差异转换成实时的视频图像，显示在监视器上。与其他需要少量光线产生影像的夜视系统不同，其完全不需要任何光，这使它成为人们在全黑环境、黑暗的夜晚监控的完美工具。
University,Changchun,130023),Li Baohua(School of Electronic Science and Engineering,Jilin University,Changchun, 1300223),Y uan Mao(Jilin Province Environmental Monitoring Central Station,Changchun,130011) T he current situation of commonly used methods and instruments fo r the measurement of mineral oil in wa ter and soil is re-view ed.T heir advantages and shor tcoming s and the future trends of development are discussed.T he methods concerned include g ravimetry,turbidimetry,gas chromatography,electric resistance metho d,py rolitic method,U V spectrophotometry,fluo rescence spectro pho to metry and I R spectrophotometry. 现代近红外光谱分析技术的原理及应用 高荣强 范世福 (天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津,300072) 摘 要 介绍了近红外光谱分析技术的发展简史,工作原理,技术特点,基本分类,仪器结构,典型用途及部分知名的国内外近红外光谱仪器生产厂家,为近红外光谱技术的用户和仪器厂商提供了较为详细的资料。 关键词 近红外光谱技术 化学计量学 原理 应用 1 引 言 近红外光(near infrared,N IR)是介于可见光(V IS)和中红外光(M IR或I R)之间的电磁波,美国材料检测协会(AST M)将近红外光谱区定义为波长780～2526nm的光谱区(波数为12820～3959cm-1),习惯上又将近红外区划分为近红外短波(780～1100nm)和近红外长波(1100～2526nm)两个区域。从20世纪50年代起,近红外光谱技术就在农副产品分析中得到广泛应用,但是由于技术上的原因,在随后的20多年中进展不大。进入20世纪80年代后,随着计算机技术的迅速发展,以及化学计量学方法在解决光谱信息提取和消除背景干扰方面取得的良好效果,加之近红外光谱在测试技术上所独有的特点,人们对近红外光谱技术的价值有了进一步的了解,从而进行了广泛的研究。数字化光谱仪器与化学计量学方法的结合标志着现代近红外光谱技术的形成。数字化近红外光谱技术在20世纪90年代初开始商品化。近年来,近红外光谱的应用技术获得了巨大发展,在许多领域得到应用,对推进生产和科研领域的技术进步发挥了巨大作用。近红外光谱技术是90年代以来发展最快、最引人注目的光谱分析技术,测量信号的数字化和分析过程的绿色化使该技术具有典型的时代特征。由于近红外光在常规光纤中有良好的传输特性,使近红外光谱技术在实时在线分析领域中得到很好的应用。在工业发达国家,这种先进的分析技术已被普遍接受,例如,1978年美国和加拿大采用近红外法代替凯氏法,作为分析小麦蛋白质的标准方法。 20世纪90年代初,外国厂商开始在我国销售近红外光谱分析仪器产品,但在很长时间内,进展不大,其原因主要是:首先,近红外光谱分析要求光谱仪器、光谱数据处理软件(主要是化学计量学软件)和应用样品模型结合为一体,缺一不可。但被分析样品会由于样品产地的不同而不同,国内外的样品通常有差异,因此,进口仪器的应用模型一般不适合分析国内样品。如果自己建立模型,就需要操作人员了解和熟悉化学计量学知识和软件,而外商在中国的代理机构缺乏这方面的专业人才,不能有效地根据用户的需要组织培训,因此,用户对这项技术缺乏全面了解,影响到了它的推广使用。其次,进口仪器价格昂贵,售后技术服务费用也往往超出大多数用户的承受能力。 1995年以来,国内许多科研院所和大专院校开始积极研究和开发适合国内需要的近红外光谱分析技术,并且做了大量技术知识的普及工作,为我国在这一技术领域的发展奠定了良好的基础,开创了崭新的局面。 2 工作原理 近红外光谱主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的。近红外光谱记录的是分子中单个化学键的基频振动的倍频和合频信息,它常常受含氢基团X—H(X C、N、O)的倍频和合频的重叠主导,所以在近红外光谱范围内,测量的主要是含氢基团X—H振动的倍频和合频吸收。 获得近红外光谱主要应用两种技术:透射光谱技术和反射光谱技术。透射光谱(波长一般在700～1100nm范围内)是指将待测样品置于光源与检测器之间,检测器所检测的光是透射光或与样品分子相互作用后的光(承载了样品结构与组成信息)。若样品是混浊的,样品中有能对光产生散射的颗粒物质,光在样品中经过的路程是不确定的,透射光强度与样品浓度之间的关系不符合Beer定律。对这种样品应使
普及生命能量造就百岁民族 1 生命能量舱——远红外线的作用 远红外线的治疗作用可以从气功谈起,中国三千年前即有气功疗法。经过日本科学家的测定,这些气功师所发放的气功中绝大部分是波长9.4微米的远红外线,所以气功疗法中利用气功师的手接触于患病部位治疗疾病与远红外光线的治疗效果是类似的。 那么什么叫做远红外线呢,这就要从太阳说起了,太阳光分为可见光和不可见光两大类,可见光经三棱镜后会折射出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7种颜色,红光外侧的不可见光称为红外光又称红外线,波长是0.76-1000微米,其中0.76-4微米的波长为近、中红外线;4-1000微米的波长,为远红外线;科学证实波长4-14微米的远红外线,能促进动物 及植物的生长发育和新陈代谢,所以科学家将它称为生命光线。 人体是由水、蛋白质、脂肪以及钙、铁、钾、纳等微量元素构成,人体自身能发出9.4微米的远红外线能量,同时能接收9.4微米加减5微米的远红外线,这种远红外线可以与人体自身的远红外线产生共振,使人体的细胞共振、能量增幅,让身体由内而外的温暖起来,对人体会产生共鸣、吸收及治疗功效,波长4-14微米的光线对人类以至一切生物之生长至为重要,现已获全球各生物学会及人体工程学会的一致公认。 远红外线对身体有什么好处呢? 一、令水分子活性化,提高身体的含氧量。 人体约70%是水分,血液的水分比率更高达80%,若血气不足,水分子便集结成由四个氢分子和一个氧分子结合的惰性水,不能通过细胞膜;在远红外线共振的作用
下,使水分子变成由两个氢分子和一个氧分子结合的独立水分子,提高身体的含氧量。细胞因而能恢复活力,精神舒畅,头脑灵活,进而能提高抗病能力,延缓衰老; 二、改善微循环系统。 独立水分子可自由出入细胞之间,在透过共振摩擦转化为热能,令皮下深层的温度升高,血流的速度加快,微丝血管扩张,微丝血管开放越多,心脏的压力就会减少。微丝血管的功能是向人体60兆个细胞供应氧气和营养,同时将新陈代谢产生的废物排出体外。如果微循环系统出现毛病就会导致多种疾病,包括高血压、心血管疾病、肿瘤、关节炎、四肢冰冷麻痹等; 三、促进新陈代谢。 微循环系统得到改善,新陈代谢产生的废物就可迅速排出体外,这些废物包括引致癌症的重金属,引致疲劳及老化的乳酸、游离脂肪酸和皮下脂肪,引致高血压的游离子,以及引起疼痛的尿酸等; 四、平衡身体的酸碱度。 远红外线能净化血液,改善皮肤质素,预防因尿酸过高而引起额骨骼及关节疼痛,平衡身体酸碱度,提高人体的抗病能力; 五、调节高血压低血压。 一般患有高血压的人都会有头晕、头痛、失眠、焦虑、眼花、心悸、耳鸣、恶心等现象发生,而低血压的人清瘦而神经质,易疲倦、食欲不振、手脚发冷、头晕目眩等,高血压与低血压是相反的病症。但经临床试验表明,利用远红外线可以改善血流状况,加强微循环,使血压得到双向的调节,治愈高血压和低血压; 六、治疗糖尿病。
1 红外测温仪的工作原理及特点 1.1 黑体辐射与红外测温原理 一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射能量的大小及其按波长的分布——与它的表面温度有着十分密切的关系。因此，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，便能准确地测定它的表面温度，这就是红外辐射测温所依据的客观基础。 黑体辐射定律：黑体是一种理想化的辐射体，它吸收所有波长的辐射能量，没有能量的反射和透过，其表面的发射率为1，其它的物质反射系数小于1，称为灰体。应该指出，自然界中并不存在真正的黑体，但是为了弄清和获得红外辐射分布规律，在理论研究中必须选择合适的模型，这就是普朗克提出的体腔辐射的量子化振子模型，从而导出了普朗克黑体辐射的定律，即以波长表示的黑体光谱辐射度，这是一切红外辐射理论的出发点，故称黑体辐射定律。 由于黑体的光谱辐射功率Pb(λΤ)与绝对温度Τ 之间满足普朗克定理： ()1exp 2 51-=-T c c T P b λλλ （1） 其中，Pb(λΤ)—黑体的辐射出射度； λ—波长； T —绝对温度； c1、c2—辐射常数。
式（1）说明在绝对温度Τ 下，波长λ处单位面积上黑体的辐射功率为Pb(λΤ)。根据这个 图1 黑体辐射的光谱分析 从图1中可以看出： (1)随着温度的升高，物体的辐射能量越强。这是红外辐射理论的出发点，也是单波段红外测温仪的设计依据。 (2)随着温度升高，辐射峰值向短波方向移动(向左)，并满足维恩位移定理T *λm = 2897.8 μm *K ，峰值处的波长λm 与绝对温度Τ 成反比，虚线为λm 处峰值连线。这个公式告诉我们为什么高温测温仪多工作在短波处，低温测温仪多工作在长波处。 (3)辐射能量随温度的变化率，短波处比长波处大，即短波处工作的测温仪相对信噪比高(灵敏度高)，抗干扰性强，测温仪应尽量选择工作在峰值波长处，特别是低温小目标的情况下，这一点显得尤为重要。 根据斯特藩—玻耳兹曼定理黑体的辐出度 Pb(Τ)与温度Τ 的四次方成正比， 即： ()4 T T P b σ= (2) 式中，Pb(T)—温度为T 时，单位时间从黑体单位面积上辐射出的总辐射能，称为总辐射
红外光谱分析基本原理及应用 摘要红外光谱分析技术具有很快速，非破坏性，低成本及同时测定多种成分等特点， 在很多领域得到了广泛应用。本文介绍了红外光谱技术的检测原理，红外光谱仪的构造，指出了其检测的优点与不足。综述了红外光谱法的发展、应用以及对红外光谱研究前景的展望。 关键词：红外光谱原理构造发展1.引言 红外光谱法（infrared spectrometry,IR）是根据物质对红外辐射的选择性吸收特性而建立起来的一种光谱分析方法。分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级跃迁。所以，红外光谱法实质是根据分子内部振动原子间的相对振动和分子转动等信息来鉴别化合物和确定物质分子结构的分析方法。 2.红外光谱分析的基本原理 2.1 红外光谱产生的条件 物质分子吸收红外辐射发生振动和转动能级跃迁，必须满足以下两个条件：一是辐射光子的能量与发生转动和转动能级跃迁所需的能量相等；二是分子转动必须伴随有偶极距的变化，辐射与物质间必须有相互作用。 2.2 红外吸收光谱的表示方法 红外吸收光谱一般用T_σ曲线或T_λ曲线来表示，λ与σ的关系式为： σ（cm-1）=1/λ(cm)=10^4/λ（μm）
2.3 分子的振动与红外吸收 2.3.1 双原子分子的振动 若把双原子分子(A-B)的两个原子看成质量分别为M1，M2的两个小球，中间的化学键看做不计质量的弹簧，那么原子在平衡位置附近的伸缩振动可以近似地看成沿键轴方向的简谐振动。量子力学证明，分子振动的总能量为： E=(u+1/2)hv 当分子发生△v=1 的振动能级跃迁时（由基态跃迁到第一激发态）根据胡克(Hooke)定律它所吸收的红外光波数σ为： σ=（1/2пc）√（k/μ） 其中：c—光速，3×10^8cm/s;k—化学键力常数N/cm；μ—两个原子的折合质量，g，μ=（m1.m2）/(m1+m2) 显然，振动频率σ与化学键力常数k成正比，与两个原子的折合质量成反比。不同化合物k和μ不同，所以不同化合物有自己的特征红外光谱。 2.3.2 多原子分子的振动 可分为伸缩振动和弯曲振动两类。伸缩振动是指原子沿着键轴方向伸缩，使键长发生周期性变化的振动。弯曲振动是指基团键角发生周期性变化的振动或分子中原子团对其余部分所做的相对运动。弯曲振动键力常数比伸缩振动的小。因此，同一基团的弯曲振动在其伸缩振动的低频区出现，所以，一般不把他做基团频率。多原子的复杂振动数又叫分子的振动自由度。每一种振动形式都有他特定的振动频
引用红外线测温仪的使用方法 lao wu tong 的红外线测温仪的使用方法 红外线测温仪的理论原理和应用 摘要：测量温度的方法有很多种，温度计大致可以分为接触式测温仪表和非接触式测温仪表两类。其中接触式的有我们熟悉的液体式温度计，热电偶式温度计和热电阻式温度计等等。 关键词：红外线测温辐射光纤 众所周知，温度是供热，供燃气，通风及空调系统中最重要的参数之一。尤其在热工测量过程中，温度的精准程度往往是决定实验成败的关键。因此，一个精确度高的测温仪器在工程中是必不可少的。因此本文就温度测量工具中的红外线测温仪的原理及应用进行一些 介绍。 一，红外测温的理论原理 在自然界中，当物体的温度高于绝对零度时，由于它内部热运动的存在，就会不断的向四周辐射电磁波，其中就包含了波段位于 0.75μm~100μm的红外线。他最大的特点是在给定的温度和波长下，物体发射的辐射能有一个最大值，这种物质称为黑体，并设定他的反射系数为1，其他的物质反射系数小于1，称为灰体，由于黑体的光
谱辐射功率P(λＴ)与绝对温度T之间满足普朗克定。说明在绝对温 度T下，波长λ处单位面积上黑体的辐射功率为P(λＴ)。根据这个 关系可以得到图1的关系曲线，从图中可以看出： （1)随着温度的升高，物体的辐射能量越强。这是红外辐射理论的出发点，也是单波段红外测温仪的设计依据。 （2)随着温度升高，辐射峰值向短波方向移动（向左)，并且满足维恩位移定理，峰值处的波长与绝对温度T成反比，虚线为处峰值连线。这个公式告诉我们为什么高温测温仪多工作在短波处，低温测温仪多工作在长波处。 （3)辐射能量随温度的变化率，短波处比长波处大，即短波处工作的测温仪相对信噪比高（灵敏度高），抗干扰性强，测温仪应尽量选择工作在峰值波长处，特别是低温小目标的情况下，这一点显得尤为重要。 二，红外线测温仪的原理 红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。被测物体和反馈源的辐射线经调制器调制后输入到红外检测器。两信号的差值经反放大器放大并控制反馈源的温度，使反馈源的光谱辐射亮度和物体的光谱辐射亮度一样。显示器指出被测物体的亮度温度 三，红外线测温仪的性能指标及作用
远红外线的神奇作用 远红外线是光线的一种 感觉上有很多人都知道远红外线,最近也常常听人在讨论远红外线.那些红外线及远红外线到底那里不一样呢? 镜照首先,说明红外线.也许你在以前的物理课程,做过类似实验也说不一定.太阳光透过三棱射的话,会出现类似彩虹的色带.颜色的顺序为紫/青绿黄橘红,因为眼睛看得见,所以称作可视光线.光线是利用波在传达.可视光线的波长范围大约从0.4微米到0.75微米(1微米为1毫米的千分之一). 在可视光线中,红色为接近0.75微米波长的光线,相反的,紫色为接近0.4微米波长的光线,所以红色是可见光线中波长最长的,换句话说,在红色外侧的光线,眼睛看不见.但虽然看不见,它却存在着.这种眼睛看不到的光线,因为在红色的外侧,也有眼睛看不见的光线,那就是紫外线. 由此可见,红外线比0.75微米的可视光线拥有更长的波长,是眼睛所看不到的光线 .但是,并不是所有0.75微米以上的波长全部都称为红外线, 红外线的范围大约为0.75微米波长的光线到1000微米之间.如果是更长的波长,就是Micro波的领域. 远红外线是红外线中较长的波长 那么,所谓远红外线到底有什么作用呢? 红外线的波长,从0.75微米到1000微米,非常广的范围,先前已叙述过了,更进一步分析, 远红外线可依照波长的长度再细分为四种, 近红外线0.75中间红外线1.5远红外线5.6-25超远红外线25-1000 体内产生的远红外线和来处体外的远红外线引起共振作用会使细胞活化,有活力. 我们平时称作红外线的就是如同表中的近红外线, 红外线暖炉所使用的红外线,正确来说,应该称作近红外线才对.真正的远红外线,是比近红外线的波长更长的光线. 红外线是传热的光线
1.红外热成像技术 红外成像技术作为一门新技术，在电力设备运行状态检测中有着无比的优越性。红外成像是以设备的热状态分布为依据对设备运行状态良好与否进行诊断，它具有不停运、不接触、远距离、快速、直观地对设备的热状态进行成像。由于设备的热像图是设备运行状态下热状态及其温度分布的真实描写，而电力设备在运行状态下的热分布正常与否是判断设备状态良好与否的一个重要特征。因此采用红外成像技术可以通过对设备热像图的分析来诊断设备的状态及其隐患缺陷。 2.什么是红外热像图 一般我们人眼能够感受到的可见光波长为：0.38—0.78微米。通常我们将比0.78微米长的电磁波，称为红外线。自然界中，一切物体都会辐射红外线，因此利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差，可以得到不同的红外图像，称为热图像。 同一目标的热图像和可见光图像是不同，它不是人眼所能看到的可见光图像，而是目标表面温度分布图像，或者说，红外热图像是人眼不能直接看到目标的表面温度分布，变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。 3.红外热像仪的原理 热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图，热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。红外热像仪的非接触式测温方式，能够在不影响轧辊工作的同时测量其实时温度，并随时采取降温措施。
红外热像仪的原理 4.红外热成像的特点 自然界所有温度在绝对零度（-273℃）以上的物体，都会发出红外线，红外线（或称热辐射）是自然界中存在最为广泛的辐射。大气、烟云等吸收可见光和近红外线，但是对3~5微米和8~14微米的红外线却是透明的。因此，这两个波段被称为红外线的“大气窗口”。我们利用这两个窗口，可以在完全无光的夜晚，或是在烟云密布的恶劣环境，能够清晰地观察到前方的情况。 5.在线式红外热像仪 采用红外热成像技术，探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备，我们称为红外热像仪。
远红外对人体的好处及理疗作用 远红外在医学领域被誉为“生命之光”，是所有生命保持最佳健康的必须条件。远红外属于零副作用的清洁能源，发达国家广泛使用在医疗病房，婴儿监护室远红外线对身体的好处： A．延缓衰老提高免疫 令水份子活性化，提高身体的含氧量。人体约70%是水分．血液的水分比率更高达80% 若血气不足，血液中的水分子便集结成惰性水（即四个氢分子和一个氧分子结合），不能通过细胞膜。远红外线能使水分子产生共振，变成独立水分子（即两个氢分于和一个氧分子结合），提高身体的含氧量，细胞因而能恢复活力，精神更畅旺、头脑更灵活．进而能提高抗病能力，延缓衰老。 B. 调节血压治疗关节 远红外能改善微循环系统，独立水分子可自由出入细胞之间，再透过共鸣共振，转化为热能，令皮下深层的温度微升，血流速度加快，微丝血管扩张；微丝血管开放愈多，心脏的压力便可减少，微丝血管的功能是向人体60兆个细胞供应氧气和营养，同时将新陈代谢产生的废物排出体外。若微循环系统出现毛病，会导致多种毛病，包括高血压、心血管疾病、肿瘤、关节炎、四肢冰冷麻痹等。成年人微丝血管的总长度可围绕地球三周，被称为人体的第二个心脏，可见其重要。C．深层排毒强化肝肾 微循环系统若得到改善，新陈代谢产生的废物便可迅速排出体外，减轻肝脏及肾脏的负担。这些废物包括引致癌症的重金属：引致疲劳及
老化的乳酸、游离脂肪酸和皮下脂肪；引致高血压的铀离子，以及引致疼痛的尿酸。 D．净化血液预防疾病 远红外线能净化血液，改善皮肤质素、预防因尿酸过高而引致骨络关节疼痛，平衡身体的酸碱度。 主要的功能是促进身体不同部位的的血液循环，预防酸痛不适，消除疲劳，以及预防疾病，例如风湿性关节炎、骨质增生、肩周炎、颈椎炎、腰痛、手脚麻痹等。 有出血倾向者应禁用：怀疑有恶性肿瘤的部位应慎用远红外线治疗；心血管功能不全者穿着有远红外线的保暖内衣，还有可能引发心律不齐或心绞痛：新伤疤疤痕也要避免接触远红外线，否则会促进其增生。 E. 护肤美容塑身减脂 远红外线照射人体产生共鸣吸收，能将引起疲劳及老化的物质，如乳酸、游离脂肪酸、胆固醇、多余的皮下脂肪等，籍毛囊口和皮下脂肪的活化性，不经肾脏，直接从皮肤代谢。因此，能使肌肤光滑柔嫩。远红外线的理疗效果能使体内热能提高，细胞活化，因此促进脂肪组织代谢，燃烧分解，将多余脂肪消耗掉，进而有效减肥。 通过科学检测，远红外线的热效应和使人体共振吸收后主要产生以下几方面功能： 1、激活了生物大分子的活性。 2、使生物体的分子能够被激发而处于较高振动状态。 这样便激活了核酸蛋白质等生物大小分子的活性，从而发挥了生物大