前言

“烟草的主要化学成分（如总糖、烟碱、总氮、水分等）是评价其质量的重要指标。传统检测方法操作繁琐，而近红外光谱分析（NIR）具有快速、无损、多组分同时检测等优势，已广泛应用于多个领域。由于烟草中的化学成分（包括水分）都含有C-H、N-H、O-H等近红外敏感基团，因此NIR技术非常适合用于烟草成分分析，其中水分含量因其O-H键的强近红外吸收特性而成为NIR分析的优势指标之一。传统烘箱法检测需要2小时，而生产线每分钟都在流动——等结果出来，可能一整批烟叶已经过干或受潮……”

行业现状：

• 人工抽检：破坏性取样，效率低，无法覆盖全产线。

• 滞后反馈：水分数据延迟，导致烘干工艺调整不及时，影响产品一致性。

• 成本损失：水分不均可能引发霉变或脆碎，每年造成数百万隐性浪费。

一、技术原理

1. 水分子的“光指纹”：O-H键的振动与吸收

水（H₂O）由一个氧原子（O）和两个氢原子（H）通过极性共价键连接，其分子结构决定了它对特定波长光的吸收特性。

• 振动模式：水分子主要有三种振动形式：

o 伸缩振动（O-H键长度变化，如对称/不对称伸缩）

o 弯曲振动（H-O-H键角变化）

• 能量对应关系：
这些振动需要吸收特定能量的光，而近红外光（波长 780–2500 nm）恰好能激发O-H键的倍频和组合频振动（即高频谐波）。

关键吸收峰：

2. 光谱仪如何捕捉这些信号？

近红外光谱仪的核心任务：发射光→接收反射/透射光→解码水分信息。
步骤拆解：

1. 光源照射：

o 卤素灯或激光器发出宽谱近红外光（覆盖900–2500 nm）。

o 光通过光纤探头照射烟叶表面。

2. 光与样品相互作用：

o 水分吸收：光在1450 nm和1940 nm处被O-H键选择性吸收，其余波长被反射或散射。

o 散射效应：烟叶颗粒会导致光路径变化（需用数学算法校正，如MSC）。

3. 信号接收与转换：

o 探测器（如InGaAs）将反射光信号转换为电信号。

o 光谱仪记录不同波长下的光强度，形成光谱曲线。

产品推荐：鉴知技术SR100N25

SR100N25

鉴知技术SR100N25制冷型近红外光谱仪，波长范围支持0.9~1.7μm或0.9~2.5μm，应用范围广泛，集成滤除可见光及消高阶滤光片，可用于透反射/吸收光路的近红外光谱检测。

技术特点

• 体积小巧，空间紧凑 

• 镜片表面镀金膜，近红外反射效率高 

• 兼容USB或UART方式输出测量所得的光谱数据，便于集成 

• 可接收SMA905光纤输入获自由空间光 

• 采用芯片内制冷技术，配置低噪声信号处理电路，有效抑制暗电流噪声，提高光谱信噪比

典型应用

• 含水量测量、废水检测

• 粮食和饲料品质检测

• 脂肪、油、蛋白质、纤维等物质检测

• 药物混合成分测量

北京鉴知技术有限公司是一家以光谱检测技术为核心的专业公司，目前已有自主研发的微型光谱仪、近红外光谱仪、透射光谱仪、OCT光谱仪等产品，广泛应用于科研、生物医学、环境监测等领域。