淺談溫度變化對近紅外光譜測量結果的影響（中）｜實驗篇

來源：瑞士萬通中國有限公司分類：應用方案

2024-10-30 18:00:11 107閱讀次數

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上期（理論篇）我們從理論層面探討了溫度對近紅外光譜的影響，本期我們將從實驗層面研究溫度變化對近紅外光譜測量結果的影響。

溫度變化對近紅外光譜測量結果的影響

實驗

實驗目的

通過多種液體應用，研究近紅外光譜在不同溫度（26℃~38℃）下測量結果的變化：

◆	在每個溫度下對每個樣品重復測量三次，確定近紅外光譜測量結果的重復性誤差。

實驗樣品&測量參數

儀器配置

◆	OMNIS 奧秘一代近紅外光譜儀（液體）
◆	OMNIS 一次性樣品瓶適配器，8mm 直徑
◆	一次性樣品瓶，8mm 直徑，透射
◆	OMNIS 奧秘一代軟件

實驗步驟

使用 OMNIS 奧秘一代近紅外光譜儀的內置溫控功能進行溫度控制：

①	先將樣品冷卻至 25℃，并在此溫度下保持 300 秒；
②	然后將樣品加熱至目標溫度（如，26℃），并開始測量；
③	將上述過程再重復兩次，每個目標溫度總計測量三次。

丙二醇甲醚的水分測量示例

實驗結果

相同溫度下測量結果的比較

多元醇的羥值測量示例

A. 相同溫度（26℃）下所測量三個光譜的疊加

◆	從上圖可以看出：三次重復測量的光譜具有良好的重合度。
◆	因此，從定性分析的角度來看：在相同溫度下進行的測量具有較高的重復性。

B. 相同溫度（26℃）下三次重復測量的結果

◆	從上表可以看出：根據三次重復測量結果計算得出的重復性誤差很低：絕對誤差=0.05mg KOH/g，相對誤差=0.20%。
◆	因此，從定量分析的角度來看，也進一步證實了這一點：在相同溫度下進行的測量具有較高的重復性。

不同溫度下測量結果的比較-Ⅰ

多元醇的羥值測量示例

A. 不同溫度（26℃ & 38℃）下所測量光譜的疊加

◆	從上圖可以直觀地看出：不同溫度下測量得到的近紅外光譜形狀明顯不同。
◆	1900nm 左右波長區域的光譜形狀發生變化，這一點與羥基官能團有關。

B. 不同溫度（26℃~38℃）下測量結果的散點圖

◆	上述光譜形狀的變化會直接影響近紅外光譜的測量結果。
◆	從上圖可以看出：隨著樣品溫度的升高，測量結果呈明顯下降趨勢。

不同溫度下測量結果的比較-Ⅱ

多應用示例

對其它樣品的測量結果也同樣證實了溫度對近紅外光譜測量結果的影響。

多元醇的羥值

丙二醇甲醚的水分

柴油的十六烷指數

柴油的粘度

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◆	對上述多個應用進行比較后發現：測量結果隨溫度變化呈線性變化。
◆	各個參數的測量溫度每變化 1℃，測量結果的絕對值就會發生變化，這一點同時也反映了光譜形狀隨樣品溫度變化而發生的一致變化。

不同溫度下測量結果的比較-Ⅲ

不同濃度示例

對于濃度不同的同類型樣品，樣品溫度每變化 1℃ 所造成的測量結果的絕對誤差和相對誤差如下所示：

◆	從上表可以看出：對于濃度較低的樣品，每 1℃ 溫度變化所造成的絕對誤差會引起更大的相對誤差（即，溫度變化對于低濃度樣品的結果影響尤為顯著）。

實驗結論

綜上所述，如果忽視樣品的溫度控制，將會影響近紅外光譜測量結果的準確性和重復性。

本期我們從實驗的角度研究了溫度變化對近紅外光譜測量結果的影響，那應該如何避免溫度變化對測量結果造成影響？敬請關注本系列文章的收官之篇——結論篇，看如何幫您應對溫度挑戰。

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