近紅外光譜儀器的以下幾個(gè)方面

更新時(shí)間：2023-06-13 點(diǎn)擊次數(shù)：1219

近紅外光譜儀器從分光系統(tǒng)可分為固定波長(zhǎng)濾光片、光柵色散、快速傅立葉變換、聲光可調(diào)濾光器和陣列檢測(cè)五種類型。濾光片型主要作專用分析儀器，如糧食水分測(cè)定儀。由于濾光片數(shù)量有限，很難分析復(fù)雜體系的樣品。光柵掃描式具有較高的信噪比和分辨率。由于儀器中的可動(dòng)部件（如光柵軸）在連續(xù)高強(qiáng)度的運(yùn)行中可能存在磨損問(wèn)題，從而影響光譜采集的可靠性，不太適合于在線分析。傅立葉變換近紅外光譜儀是具有較高的分辨率和掃描速度，這類儀器的弱點(diǎn)同樣是干涉儀中存在移動(dòng)性部件，且需要較嚴(yán)格的工作環(huán)境。聲光可調(diào)濾光器是采用雙折射晶體，通過(guò)改變射頻頻率來(lái)調(diào)節(jié)掃描的波長(zhǎng)，整個(gè)儀器系統(tǒng)無(wú)移動(dòng)部件，掃描速度快。但這類儀器的分辨率相對(duì)較低，價(jià)格也較高。隨著陣列檢測(cè)器件生產(chǎn)技術(shù)的日趨成熟，采用固定光路、光柵分光、陣列檢測(cè)器構(gòu)成的NIR儀器，以其性能穩(wěn)定、掃描速度快、分辨率高、信噪比高以及性能價(jià)格比好等特點(diǎn)正越來(lái)越引起人們的重視。在與固定光路相匹配的陣列檢測(cè)器中，常用的有電荷耦合器件（CCD）和二極管陣列（PDA）兩種類型，其中 Si 基 CCD 多用于近紅外短波區(qū)域的光譜儀，InGaAs 基 PDA 檢測(cè)器則用于長(zhǎng)波近紅外區(qū)域。北京英賢儀器有限公司與石油化工科學(xué)研究院和美國(guó)微光譜公司合作，基于陣列檢測(cè)器成功開(kāi)發(fā)出了系列近紅外光譜儀，包括實(shí)驗(yàn)室型和在線型儀器，光譜范圍覆蓋了整個(gè)近紅外波段（700～2500nm），根據(jù)測(cè)量對(duì)象可以選擇多種測(cè)量方式如透射、漫反射等，已在 30 余家煉廠、科研單位和高校得到成功應(yīng)用。

光纖遠(yuǎn)距離測(cè)量：近紅外光可以通過(guò)光纖進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，可以實(shí)現(xiàn)距光譜儀以外的遠(yuǎn)距離測(cè)量，可將測(cè)量探頭或流通池直接安裝到生產(chǎn)裝置的管線，實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量，或環(huán)境苛刻以及危險(xiǎn)的地方的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。一臺(tái)在線近紅外光譜儀可以外接多路（2~10 路）光纖回路，實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)生產(chǎn)裝置的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的物料在線測(cè)量。在線測(cè)量數(shù)據(jù)可直接輸送到 DCS 或先進(jìn)控制系統(tǒng)，為生產(chǎn)的優(yōu)化及時(shí)提供油品的質(zhì)量參數(shù)。與其它在線測(cè)量?jī)x表提供的參數(shù)（如壓力、流量和溫度等變量）相比，在線近紅外分析提供的數(shù)據(jù)（如組成或性質(zhì)）是直接質(zhì)量參數(shù)，對(duì)生產(chǎn)的優(yōu)化提供更準(zhǔn)確和有益的參考信息。近紅外分析與常規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)分析方法配合使用，起到雙方互補(bǔ)的作用，不僅能夠及時(shí)向生產(chǎn)控制部門(mén)提供分析數(shù)據(jù)，同時(shí)也節(jié)省了大量分析化驗(yàn)費(fèi)用（包括人力、設(shè)備，和試劑等）；在線近紅外分析與 DCS 連接，直接給控制系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)，據(jù)此進(jìn)行生產(chǎn)優(yōu)化得到的經(jīng)濟(jì)效益是巨大的；與其它在線儀表相比，近紅外光譜儀運(yùn)行故障率和消耗均很低。

注意事項(xiàng)：

近紅外分析技術(shù)的一個(gè)重要特點(diǎn)就是技術(shù)本身的成套性，即必須同時(shí)具備三個(gè)條件：

（1）各項(xiàng)性能長(zhǎng)期穩(wěn)定的近紅外光譜儀，是保證數(shù)據(jù)具有良好再現(xiàn)性的基本要求；

（2）功能齊全的化學(xué)計(jì)量學(xué)軟件，是建立模型和分析的必要工具；

（3）準(zhǔn)確并適用范圍足夠?qū)挼哪Ｐ汀?/div>

近紅外分析技術(shù)分析速度快，是因?yàn)楣庾V測(cè)量速度很快，計(jì)算機(jī)計(jì)算結(jié)果速度也很快的原因。但近紅外分析的效率是取決于儀器所配備的模型的數(shù)目，比如測(cè)量一張光譜圖，如果僅有一個(gè)模型，只能得到一個(gè)數(shù)據(jù)，如果建立了10 種數(shù)據(jù)模型，那么，僅憑測(cè)量的一張光譜，可以同時(shí)得到 10 種分析數(shù)據(jù)。

應(yīng)用領(lǐng)域：

葡萄酒乙醇，含糖量，有機(jī)酸，含氮值，pH 值等

白酒原料中的水分，淀粉，支鏈淀粉；酒醅中的水分，pH 值，淀粉和殘?zhí)堑?/div>

啤酒大麥原料中的水分，麥芽糖；啤酒中的乙醇和麥芽糖等

飲料（可樂(lè)、果汁等），糖分，酸度，果汁真?zhèn)舞b別

調(diào)味品（醬油、醋等）蛋白質(zhì)，氨基酸總量，總糖，還原糖，氯化鈉，總酸，總氮，乳制品（牛奶等）乳糖，脂肪，蛋白質(zhì)，乳酸，灰分，固體含量

玉米漿，蜂蜜果糖，水分，葡萄糖，多醣類，偏振參數(shù)

食用油（花生、豆和菜籽油等）

原料中油分含量；食用油中的脂肪酸，水分，蛋白質(zhì)，過(guò)氧化值，碘值，真?zhèn)舞b別

烘焙食品（餅干、面包等）

脂肪，蛋白質(zhì)，水分，淀粉，面筋等；方便面油分等