光谱分析仪有哪些分类
光谱分析仪的分类逻辑清晰，核心可围绕 **“光与物质的作用方式”（即分析技术原理）和“所用光的波长范围”** 两大维度划分，不同分类对应不同的应用场景和检测能力。以下是详细分类及说明：
一、按 “光与物质的作用方式”（核心分析技术）分类
这是最常用的分类方式，不同技术的核心原理、检测目标差异显著，直接决定了仪器的适用场景。
| 分类名称 | 核心原理 | 关键特点 | 典型应用场景 |
|---|---|---|---|
| 紫外 - 可见分光光度计（UV-Vis） | 测量样品对紫外线（200-400nm） 和可见光（400-760nm） 的吸收程度，遵循 “朗伯 - 比尔定律”（吸光度与浓度成正比） | 操作简单、检测快速，适合定量分析；对含共轭双键、生色团的物质敏感 | 水质重金属（如铜、铬）浓度检测；食品中色素、防腐剂含量分析；药物纯度检验 |
| 红外光谱仪（IR） | 测量样品对红外线（760nm-1mm） 的吸收，不同官能团（如羟基 - OH、羰基 - C=O）会吸收特定波长的红外光，反映分子振动 / 转动信息 | 可 “指纹级” 鉴定有机化合物结构，无需破坏样品（部分场景） | 塑料、纤维、橡胶等高分子材料的材质区分；中药成分定性分析；有机溶剂纯度检测 |
| 原子吸收光谱仪（AAS） | 将样品原子化（气态），测量气态原子对特定波长单色光的吸收，仅对单一元素敏感 | 定量精度高、干扰少，适合单种金属元素的痕量分析 | 土壤中铅、镉、汞等重金属检测；饮用水中钙、铁、锌等微量元素含量测定；饲料中重金属限量筛查 |
| 原子发射光谱仪（AES） | 样品原子被激发（如电弧、等离子体）后，发射特定波长的光，通过检测发射光的波长和强度分析元素 | 可同时分析多种金属元素，检测速度快 | 矿石中铜、铁、铝等金属成分快速筛查；合金（如不锈钢）中铬、镍等元素含量测定；金属材料纯度检验 |
| 拉曼光谱仪（Raman） | 测量光的拉曼散射（非弹性散射）：入射光与分子碰撞后，部分光的波长发生改变，改变量与分子振动模式相关 | 完全无损检测、无需样品前处理，适合原位分析 | 文物（陶瓷、书画颜料）材质鉴定；半导体芯片缺陷检测；生物组织（如细胞、肿瘤）成像分析 |
| 荧光光谱仪（FL） | 样品被特定波长的光（激发光）照射后，发射出更长波长的光（荧光），通过检测荧光强度和波长分析 | 灵敏度极高（可检测痕量甚至超痕量物质），选择性好 | 环境中农药残留、抗生素检测；生物分子（DNA、蛋白质）浓度分析；荧光标记的细胞成像 |
| X 射线荧光光谱仪（XRF） | 用 X 射线激发样品，样品原子内层电子跃迁时发射 “荧光 X 射线”，不同元素的荧光 X 射线波长不同 | 无损检测、样品前处理简单，可分析从轻元素（如钠）到重元素（如铀） | 电子元件中铅、镉等有害元素筛查；合金成分快速分析；地质样品中矿石元素组成测定 |
二、按 “所用光的波长范围” 分类
光的波长决定了仪器能 “探测” 的物质信息（如分子结构、元素组成），不同波长范围对应不同的分析目标。
| 波长范围 | 分类名称 | 核心分析目标 | 典型仪器 / 应用 |
|---|---|---|---|
| 200-400nm（紫外线） | 紫外光谱仪 | 分析含共轭双键、生色团的有机化合物（如苯系物）、金属离子（如 Fe³⁺） | 水质中酚类物质检测；药物中杂质（如紫外吸收杂质）筛查 |
| 400-760nm（可见光） | 可见光谱仪 | 分析有色物质（如染料、色素），或通过显色反应将无色物质转化为有色物质后检测 | 食品中胡萝卜素含量分析；水质中 COD（化学需氧量）测定（显色法） |
| 760nm-1mm（红外线） | 红外光谱仪（细分为 3 类） | - 近红外：分析物质的宏观成分（如水分、脂肪）
|
- 近红外：粮食水分、油脂脂肪含量快速检测
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| 0.01-10nm（X 射线） | X 射线光谱仪 | 分析物质的元素组成（尤其是重金属、高原子序数元素） | X 射线荧光光谱仪（XRF）：无损检测电子废料中的有害元素；X 射线吸收光谱仪（XAS）：研究原子周围的化学环境 |
| <0.01nm（γ 射线） | γ 射线光谱仪 | 分析放射性元素（如铀、钚），检测核素种类和活度 | 核环境监测；放射性废物检测 |
三、其他辅助分类方式（按样品形态 / 应用场景）
除上述核心分类外，还可根据样品形态或特定应用场景进一步细分，更贴合实际使用需求：
- 按样品形态：
- 液体光谱仪：配备石英比色皿，用于液体样品（如水质、药液）；
- 固体光谱仪：配备漫反射样品台、压片模具，用于固体样品（如粉末、块状材料）；
- 气体光谱仪：配备气体吸收池，用于气体样品（如空气中的 VOCs、CO₂）。
- 按应用场景：
- 实验室型光谱仪：精度高、功能全，适合复杂样品的精准分析（如医药研发中的药物结构鉴定）；
- 便携式光谱仪：体积小、重量轻，适合现场快速检测（如环境应急监测、野外矿石筛查）；
- 在线光谱仪：可实时连续监测样品，适合生产线质量控制（如饮料生产中色素含量在线监控）。
综上，光谱分析仪的分类本质是 “根据检测需求选择合适的技术原理和波长范围”—— 若需快速定量单一金属元素，选原子吸收光谱仪；若需无损鉴定文物材质，选拉曼光谱仪；若需现场筛查矿石成分，选便携式 XRF 光谱仪。