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【分享】傅里叶变换(FT)在NIR 是没有用途的!

近红外光谱(NIR)

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    FT (傅里叶变换) 只是处理复杂数据信号的数学方法– 没有任何神秘感或高科技感!
    􀂋
    随着1982年个人电脑(PC) 的出现,需要电脑才能做的数据信号处理法(从干涉器建立干涉谱图、统计学、二次导数和化学计量学) 便可以应用于现代分析科学技术(如
    IR、NIR、电子鼻、质谱指纹图)! FT-IR 和Foss 的快速扫描数控同步式全息光栅NIR 大约在同一时间诞生(1985年)了! 与其说FT 如何如何不如说说电脑吧!!
    随后, (90年代初)大部分的FT-IR 生产商眼见NIR 的发展前景,它们便在FT-IR 的基础上发展出FT式干涉器-NIR! 这已是在全球第一台NIR (1968年) 面世25 年后的事了!

    需要使用统计学和采用二次导数作为快速数据处理的光谱技术(如扫描式NIR) 都诞生于80年代中
    􀂋
    FT-NIR 光谱分辨率范围从最高2cm-1 至最低的64cm-1都有

    因此FT 技术与NIR 光学结构一点关系也没有更不会自动导致FT-NIR的高分辨率!

    采用FT-NIR 的2cm-1或4cm-1分辨率并不是用来做有机物的常规分析手段.

    干涉器如何产生2cm-1 至64cm-1 的分辨率? 􀂋

    当要求干涉器产生2cm-1 的分辨率时, 它的光学移动部件便移动1/2(0.5cm) 的距离!! 由于全扫描范围由0.5cm移动距离提供, 所以有很高的分辨率. 总扫描时间与所需干涉图谱数量有关.

    当要求干涉器产生64cm-1 的分辨率它的光学移动部件便移动1/64cm (0.015625cm) 的距离!! 由于全扫描范围由0.015625cm移动距离提供所以分辨率较差.
    􀂋
    由于移动的速度是恒定, 所以2cm-1 的扫描时间比64cm-1 的长得多(约32倍)
    􀂋
    更重要的是: 移动时间越长, 受外围的影响(如震动) 就较大, 这解释了为何2cm-1 的噪音比64cm-1高很多!

    傅里叶变换在IR 和NIR 本来的设计作用:

    FT 的快速信号处理能力可以快速地把干涉器产生的干涉图谱转换为IR 或NIR 吸收图谱
    􀂋
    这样一来FT-变换便可以把IR 所采用的高噪音检测器带来的巨大随机噪音减小
    􀂋
    但NIR 近红外与IR 中红外所采用的灯源和检测器并不一样
    􀂋
    NIR 大部分的噪音来自灯源, 但灯的噪音并不是随机的, 所以FT-变换对NIR 并没有用处

    结论: FT-变换可用来产生IR 和NIR 吸收图谱, FT也可以减小随机噪音,但是NIR 的噪音并不是来自检测器的随机噪音,所以FT 变换在NIR 是没有用途的!

    􀂋
    FT技术在NIR领域是没有用途的
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  • 祥子

    第1楼2009/04/14

    不明白,为什么FT可以滤掉随机噪声。

    光源有光子噪声,这种噪声,为什么不是随机的呢?

    光栅式的,也就是色散的吧,有些资料说已被FT的替代了。

    不过近红外区,有用光栅的。比如UV-VIS-NIR一体的机子。


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  • 空谷幽兰

    第2楼2009/04/15

    所以傅立叶变换近红外一直宣称的高分辨率其实是对大家的一种误导

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  • 小左

    第3楼2009/04/15

    FT为什么能滤掉随机噪声?为什么同一个实验数据要做多次,然后取平均值并计算标准方差呢?实验中会有随机误差,多次实验的效果能降低随机误差。但在NIR系统中的光源,光源带来的系统误差而不是随机误差。FT降低的只是随机误差。

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  • 小左

    第4楼2009/04/15

    2楼的兄弟正解啊,FT在红外或许用处很大,但是在近红外他所谓的高分辨率几乎没有用处,看看仪器生产厂商建议用户的使用分辨率就知道了,高分辨率只会带来更大的噪声,信噪比才是关键。

    fengyanxia 发表:所以傅立叶变换近红外一直宣称的高分辨率其实是对大家的一种误导

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  • littlewhite516

    第5楼2009/04/15

    噪音在红外分析中是由检测器随机产生的,可以通过FT数学变换来消除;
    在近红外分析中噪音来自光源,FT这个数学变换是无法消除近红外光源所产生的非随机噪音。

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  • 那一瞬

    第6楼2009/04/15

    说的似乎有那么一点


    不过需要进一步的实际考验 例如分析具体的物质作为例子.

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  • 闲鹤野云

    第7楼2009/04/17

    “NIR 大部分的噪音来自灯源, 但灯的噪音并不是随机的, 所以FT-变换对NIR 并没有用处

    结论: FT-变换可用来产生IR 和NIR 吸收图谱, FT也可以减小随机噪音,但是NIR 的噪音并不是来自检测器的随机噪音,所以FT 变换在NIR 是没有用途的!”

    目前使用FT 的近红外设备有不少呢,在随机噪音方面没用处,不能说在NIR 是没有用途的,起码可以作为快速数据处理的工具么

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  • 祥子

    第8楼2009/04/17

    说的有一定道理,学习了。

    zyh123002 发表:FT为什么能滤掉随机噪声?为什么同一个实验数据要做多次,然后取平均值并计算标准方差呢?实验中会有随机误差,多次实验的效果能降低随机误差。但在NIR系统中的光源,光源带来的系统误差而不是随机误差。FT降低的只是随机误差。

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  • zwyu

    第9楼2009/04/17

    有些以偏概全了。不过在近红外,高分辨率确实是浮云。。。

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  • 空谷幽兰

    第10楼2009/04/23

    刚才下载看了,有些汗颜,除了XDS,其他的近红外一无是处,被批的体无完肤
    有些地方,唉,过了~~~

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