在现代科学分析领域，近红外光谱分析仪作为一种重要的检测设备，发挥着不可或缺的作用。其基本构成通常涵盖光源、分光系统、测样器件、检测器、数据处理系统以及记录仪（或打印机）这六大核心部分。

从专业角度来看，近红外光谱分析仪的分类方式多样，而市场上主流的分类依据是仪器的分光器件。据此，可将其大致分为滤光片型、光栅色散型、傅立叶变换型以及声光调制滤光器型这四种主要类型。其中，光栅色散型又进一步细分为光栅扫描单通道和非扫描固定光路多通道检测两种模式。

 

一、非扫描固定光路多通道检测型光谱分析仪

非扫描固定光路多通道近红外光谱分析仪，其独特的名称源于所采用的多通道光敏器件作为检测器。该仪器的色散系统多采用平面光栅或全息光栅，与光栅扫描型相比，其显著优势在于无需转动光栅即可实现特定波长范围的扫描。多通道检测器主要包括二极管阵列（Photodiode Array，简称PDA）和电荷耦合器件（Charger Coupled Device，简称CCD）这两种类型。此类型仪器的测量波长范围取决于检测器光敏元件的材料，例如硅基光敏元件的响应范围处于短波近红外区域。这类仪器具有两大突出特点：其一，仪器内部不存在可移动部件，这使得其稳定性和抗干扰性能极为出色；其二，扫描速度极快，一般单张光谱的扫描速度仅需几十毫秒。这两个特点的完美结合，使得该类仪器在现场或在线分析领域具有得天独厚的优势，成为众多行业的首选。多通道型仪器的分辨率由光栅性能、检测器的像素以及狭缝的尺寸共同决定。在确定的波长范围内，检测器的像素越高，所获取的样品信息就越丰富，但相应地，像素越高的检测器价格也越高。

 

二、滤光片型光谱分析仪

滤光片型近红外光谱分析仪器可进一步分为固定滤光片和可调滤光片两种形式。固定滤光片型光谱分析仪作为近红外光谱分析仪器的早期设计形式，在使用时首先需要依据测定样品的光谱特征精心选择合适波长的滤光片。这种仪器具有设计简单、成本低廉、光通量大、信号记录迅速以及坚固耐用等优点。然而，其局限性也较为明显，只能在单一波长下进行测定，灵活性欠佳。一旦样品的基体发生变化，往往会导致较大的测量误差。可调滤光片型光谱分析仪则采用滤光轮，能够根据实际需求较为便捷地在一个或几个波长下开展测定工作。此类仪器一般用于专用分析，如粮食水分测定仪等。但由于滤光片数量有限，对于复杂体系的样品分析存在一定的困难。

 

三、光栅扫描型光谱分析仪

扫描型仪器通过光栅的转动，使单色光按照波长的高低顺序依次通过测样器件，与样品相互作用后，进入检测器进行检测。相较于滤光片型近红外光谱分析仪器，色散型近红外光谱分析仪器具有可实现全谱扫描、分辨率较高、仪器价位适中以及便于维护等诸多优势。然而，其最大的不足之处在于，光栅或反光镜的机械轴承在长时间连续使用过程中容易出现磨损，进而影响波长的精度和重现性，同时抗震性较差，因此一般不太适合作为过程分析仪器使用。

四、傅立叶变换型光谱分析仪

傅立叶变换光谱技术是基于干涉图和光谱图之间的对应关系，通过对干涉图进行测量和傅立叶积分变换来测定和研究光谱的先进技术。与传统的色散型光谱分析仪相比，傅立叶变换光谱分析仪能够同时测量并记录所有波长的信号，并且能够以更高的效率采集来自光源的辐射能量，具有更高的波长精度、分辨率和信噪比。但需要注意的是，由于干涉仪中存在动镜，这在一定程度上限制了仪器的在线长久可靠性，同时对仪器的使用和放置环境也提出了较高的要求。

五、声光调制滤光器型光谱分析仪

声光可调滤光器（Acousto - optic Tunable Filter，简称AOTF）是利用超声波与特定晶体相互作用而产生分光的光电器件将AOTF作为分光系统，被视为90年代近红外光谱分析仪器领域最为突出的进展之一。与传统的单色器相比，采用声光调制产生单色光，即通过超声射频的变化来实现光谱扫描。这种光学系统无移动部件，具有波长切换快、重现性好的特点，并且程序化的波长控制使得这类仪器的应用具有更大的灵活性。近年来，声光可调滤光器近红外光谱分析仪器凭借其诸多优点，在工业在线分析领域得到了越来越广泛的应用。然而，目前这类仪器仍存在分辨率相对较低、价格较高的问题。

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