NIR - Nära infraröd reflektans

NIR är den idag ledande analysmetoden för snabb kvalitetsanalys av bl.a. spannmål och grovfoder och används i viss mån även för jordanalyser på lab. Med NIR spektroskopi går det att enkelt och snabbt göra både kvalitativa och kvantitativa mätningar. Behovet av provberedning är litet och själva mätningen går på några sekunder. NIR står för Nära Infraröd Reflektans och omfattar strålning inom våglängderna 780 och 2500 nm. Denna strålning har ganska lågt energiinnehåll vilket gör att ingen skyddsutrustning eller spädning behövs. Ytterligare en fördel med NIR är att provet inte påverkas av mätningen och därmed kan sparas för fler mätningar.

De spektrum en NIR mätning genererar beror på att olika molekyler kan absorbera energi (våglängder) som skapar intermolekylära svängningar. Vilka våglängder som absorberas beror på vilka sorters molekyler och bindningar det finns i ett prov. De molekylbindningar som gör att NIR-mätningar kan korreleras med lerhalt beror på att metall-OH och O-H bindningar absorberar i vissa våglängdsband. NIR-absorption knutet till mullhalt beror på sträckningar och böjningar i olika N-H, C-H och C-O grupper. På grund av att ljuset sprids när det reflekteras och allt som inte absorberas därmed inte når mätproben (diffus reflektans) är det alltså inte entydigt så att den synbara absorbansen, dvs. den inverterade reflektansen, är direkt proportionell mot en koncentration.

Absorptionspektrum från NIR-mätningar av jord. B2 har hög konduktivitet och B21 låg konduktivitet.

Absorptionstopparna blir därför otydliga och överlappande och det går inte att utläsa en koncentration direkt ur ett absorptionsspektrum. För varje nytt användningsområde måste därför ett antal kalibreringsprover analyseras med en referensmetod. Kalibreringen blir således det viktigaste ledet vid NIR analys. Antalet prov som behövs beror på vad som analyseras och variationen i datamaterialet. Genom statistiska beräkningar korreleras analysvärden med reflektionsspektrat (om det finns ett samband) och en modell för att prediktera okända prover kan skapas. NIR kan korreleras både till lerhalt och mullhalt, men idag används inte metoden kommersiellt  i fält utan enbart i forskningssammanhang.