近紅外光譜儀一般由光源、分光系統(tǒng)、樣品設(shè)備、探測(cè)器、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、記錄儀（或打印機(jī)）等六部分組成。
近紅外光譜儀有很多種分類方法，但市場(chǎng)上的分類主要根據(jù)儀器的不同分光器件進(jìn)行劃分。一般可分為濾光片型、光柵色散型、傅立葉變換型、聲光調(diào)制濾光器型四種主要類型。其中，光柵色散型可分為光柵掃描單通道和非掃描固定光路多通道。
非掃描固定光路多通道近紅外光譜儀是由多通道光敏器件命名的。該儀器的色散系統(tǒng)一般采用平面光柵或全息光柵。與光柵掃描類型相比，光柵可以在不旋轉(zhuǎn)的情況下實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)范圍掃描。多通道檢測(cè)器主要有兩種類型：二極管陣列(Photodiode Array，縮寫為PDA)和電荷耦合器件(Charger Coupled Device，縮寫為CCD)。該類型儀器的波長(zhǎng)范圍取決于檢測(cè)器光敏元件的材料，如硅基光敏元件在短波近紅外區(qū)域的響應(yīng)范圍。這類儀器最大的特點(diǎn)是儀器內(nèi)部無(wú)移動(dòng)部件，具有良好的穩(wěn)定性和抗干擾性；另一個(gè)特點(diǎn)是掃描速度快，一般單光譜掃描速度只有幾十毫秒。這兩個(gè)特點(diǎn)的結(jié)合使得這類儀器特別適合現(xiàn)場(chǎng)或在線分析儀器。多通道儀器的分辨率取決于光柵性能、檢測(cè)器像素和狹縫尺寸。在確定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，檢測(cè)器的像素越高，檢測(cè)到的樣品信息越豐富，但檢測(cè)器的價(jià)格越高。
近紅外光譜儀可分為固定濾光片和可調(diào)濾光片。固定濾光片型光譜儀是近紅外光譜儀器的最早設(shè)計(jì)形式，這種儀器首先要根據(jù)測(cè)定樣品的光譜特征選擇適當(dāng)波長(zhǎng)的濾光片。這類儀器的特點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低、光通量大、信號(hào)記錄快、耐用性強(qiáng)；但這類儀器只能在單波長(zhǎng)下測(cè)量，靈活性差。例如，樣品基體的變化往往會(huì)導(dǎo)致較大的測(cè)量誤差。可調(diào)濾光片型光譜儀采用濾光輪，可根據(jù)需要在一個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)下方便測(cè)量。該儀器一般用于特殊分析，如糧食水分測(cè)量?jī)x。復(fù)雜系統(tǒng)的樣品很難分析，因?yàn)闉V光片數(shù)量有限。
掃描儀通過光柵的旋轉(zhuǎn)，使單色光根據(jù)波長(zhǎng)通過樣品設(shè)備，與樣品一起工作，進(jìn)入檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)。與濾光片近紅外光譜儀相比，色散近紅外光譜儀具有全譜掃描、分辨率高、儀器價(jià)格適中、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。其最大的弱點(diǎn)是光柵或反射器的機(jī)械軸承長(zhǎng)期連續(xù)使用容易磨損，影響波長(zhǎng)的精度和再現(xiàn)性，抗震性差，一般不適合作為工藝分析儀。
傅立葉變換光譜技術(shù)是通過測(cè)量干涉圖和傅立葉積分變換來(lái)測(cè)量和研究干涉圖之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的光譜技術(shù)。與傳統(tǒng)的色散光譜儀相比，傅立葉變換光譜儀可以同時(shí)測(cè)量和記錄所有波長(zhǎng)信號(hào)，以更高的效率收集光源的輻射能量，具有更高的波長(zhǎng)精度、分辨率和信噪比。但由于干涉儀中動(dòng)鏡的存在，儀器的在線長(zhǎng)久可靠性受到一定的限制，另外對(duì)儀器的使用和放置環(huán)境也有較高的要求。
聲光可調(diào)濾光器(Acousto-optic Tunable Filter，縮寫為AOTF)是利用超聲波和特定晶體作用產(chǎn)生分光的光電器件。用AOTF作為一種分光系統(tǒng)，它被認(rèn)為是20世紀(jì)90年代紅外光譜儀最突出的進(jìn)展。與傳統(tǒng)的單色器相比，采用聲光調(diào)制產(chǎn)生單色光，即通過超聲射頻的變化實(shí)現(xiàn)光譜掃描。光學(xué)系統(tǒng)無(wú)移動(dòng)部件，波長(zhǎng)切換快，重現(xiàn)性好，程序波長(zhǎng)控制使該儀器的應(yīng)用更加靈活。近年來(lái)，聲光可調(diào)濾光器近紅外光譜儀的這些優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)在線得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。但目前這類儀器的分辨率相對(duì)較低，價(jià)格也較高。
為了直觀地了解幾種不同類型近紅外光譜儀器的特點(diǎn)和性能，簡(jiǎn)要總結(jié)了以下表2。
表 各類近紅外光譜分析儀器的特點(diǎn)和性能比較
分辨率掃描速度信噪比
濾光片波長(zhǎng)單一，光通量高低-高
光柵掃描型有移動(dòng)部件，光通量低、慢、低
傅立葉變換型有移動(dòng)部件，光通量高，中高
聲光調(diào)制濾光器型無(wú)移動(dòng)部件，光通量中低、快、中
固定光路多通道檢測(cè)型無(wú)移動(dòng)部件，光通量中快
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