近红外原理

Grabner近红外系统的在线调油应用，Grabner近红外系统的优势及原理，帮助客户更好地监测掌控在线调油的效果...

赛默飞世尔科技的手持式近红外光谱仪microPHAZIR Rx 基于近红外光谱的原理，采用便携式设计，无需取样，直接在现场即可完成中间体含量测定，可大大提高工作效率。

要谈到近红外在石油领域中的应用，我在这里无疑是班门弄斧了，因为中科院的陆婉珍教授是这一领域的权威。因此在这里只想就上海棱光公司新出的近红外仪器在石油方面的简单应用结合此仪器的特点整理一点内容奉献给大家。由于近红外的特点所限，如今用于透射方面的近红外仪器谱区大都限于近红外短波区（700nm~1100nm左右），主要的类型可大致分为滤光片型、CCD型、光栅型、傅立叶型也有最近两年出现的声光滤波器型，它们各有优缺点。上海棱光公司推出的光栅型近红外分析仪的主要是运用光栅分光连续扫描原理，光谱范围（900nm~1700nm）恰好是如今的近红外油料应用领域近红外仪器得很好的补充。富含了1000nm、1200nm、1400nm左右石油中有用的信息，同时样品池的可以直接应用光程1cm比色皿，因此样品需求量少。在用数据说明该种仪器效果前我先简单的介绍一下近红外建模分析的过程。建立模型的前提是首先要建立一个在成份和性质变化范围上有代表性的标样集（化学值或类似数据），然后用化学计量学光谱分析软件建立模型。有了模型以后，分析未知样品性质只要先测量被测样品的近红外光谱，然后通过化学计量学软件和所建模型计算便可得到待测样品的组成和性质数据。当然同一批表样建立的模型数越多，一次光谱测量得到分析数据就越多，整个测量过程仅需要1分钟，体现了近红外技术高效和快速的特点。下面就是这台仪器的实验分析数据：（对30个汽油标样的辛烷值、抗暴指数等的建模指标列表。）

近红外光谱分析总的流程大体包括三个层次&分析样品的分析层次'建立数学模型的建模层次与优化并确定模型参数的优化层次因此分析技术有别于大多数传统分析方法!是一种间接分析技术!要通过校正模型的建立来实现对未知样本的定性或定量分析建立校正模型时选用的化学计量学方法'采用的建模方法参数以及光谱前处理方法'谱区范围选择等数据处理参数等都会对近红外检测结果产生影响因此光谱化学计量学方法和软件是现代近红外光谱分析技术的一个重要组成部分!将稳定'可靠的近红外光谱分析仪器与功能全面的化学计量学软件相结合也是现代近红外光谱技术的一个明显标志本文报道了自主改进的局部偏最小二乘回归这一化学计量学方法的基本原理!并以云南优质烤烟为例!研究了该化学计量学方法中主成分个数以及局部建模样品数对检测结果的影响!以及该方法在提高近红外分析模型方面的优势"目的在于使近红外分析工作者对UPU-解决实际问题有一个基本的了解%引起近红外分析界对该方法的进一步认识和重视!扩大该方法在化学计量学领域的应用范围。

在中国药典中表明，多种药品都需要进行水分测定。常规使用烘干法测量药品的含水率，但存在测量时间比较长，测量比较繁琐的劣势。利用水分在近红外波段有吸收的原理进行含水率的测量是一种快速而简单的方法。

本文重点研究了近红外漫反射分析技术在棉籽，尤其是毛棉籽的水分和油含量检测中的应用，包括近红外漫反射技术基本原理，开放式检测方式的优点分析。具体建立了毛棉籽水分和油含量的近红外分析模型，并随机抽样验证了检测模型的检验精度。从结果来看，定标的相关系数较高，水分的相关系数0.965，含油的相关系数0.953，定标标准偏差分别为0.226和0.391，检测精度较高，检测结果完全可以达到代替传统检测方法的要求。同时，也利用部分样品建立了仁含油和仁出率的近红外检验模型，证明近红外方法也可以进一步应用于仁含油和仁出率的结果检测。

近红外光谱分析技术在白酒行业有着全面的应用，从生产源头到产品出库，都能使用近红外光谱得到一些关键指标的检测结果。

我们通过研究三个有代表性的案例来回顾近红外光谱仪技术的发展现状：第一，MEMS技术如何促进近红外光谱仪的超小型化，从而推动了下一代手持技术的发展。第二，在近红外光谱仪发展中起到关键作用模块化光纤光谱仪。后，嵌入式近红外解决方案如何在工业生产过程中来控制产品质量。

近红外光谱技术自上世纪50年代开始快速发展，因其快速、无损、信息丰富等优势，很快在农业、食品、石油化工、日用化工、制药、纺织、医学等方面得到认可并被广泛应用。在科学选种工作中，近红外可以明显提高工作质量和效率，为选种提供便利。

近红外光谱的波长范围是780～2500nm，通常分为近红外短波区（780～1100nm，又称Herschel光谱区）和近红外长波区（1100～2500nm）。

近红外光谱技术在中药材中的应用非常广泛,包括品种鉴别、质量评估、生产在线检测、快速测定指标成分和药理作用机制研究等方面。随着科学技术的不断发展和应用领域的扩大,近红外光谱技术将为中药材产业的发展带来更多的机遇和挑战。在未来的研究中,需要进一步探索近红外光谱技术在中药材中的应用潜力,提高检测精度和可靠性,为中药材的现代化发展提供有力的技术支持。

本应用说明说明了如何使用FP-8700获得近红外光谱区域荧光粉的量子产率。关键词：FP-8700，ESC-842校准WI光源，ILF-890积分球，FPA-810粉末测量块，PSH-101粉末样品池，荧光，近红外，量子产率

近红外光谱分析已被广泛地应用到农业'食品'生化'石油化工'医药临床'造纸和环保等领域傅里叶变换近红外光谱仪器具有较高的信噪比和很好的波长准确度等优点但价格比一般的国产光栅型或其它专用分析仪器贵得多!在一些实际应用中!譬如烤烟收购时品质指标的检测等!运用傅里叶变换型光谱仪可比喻为-杀鸡使用宰牛刀.(M)"在国产化和低成本化的近红外光谱仪上!研究开发品质分析用的近红外快速检测方法对推动国内近红外技术产业的发展具有重要的实际意义

随着人们对化学分析的要求越来越高,不仅要求分析结果的准确性和可靠性,还要求分析过程的快速性和无损性。近红外光谱技术(NIRS)作为一种高效、快速、无损的化学分析技术,已经在许多领域得到了广泛的应用。其中,在日化行业中,近红外光谱技术也发挥了重要的作用。

生鲜牛乳中的脂肪球颗粒数目大且状态不稳定，在长时间的试验过程中，脂肪球极易发生簇集，进而上浮到牛乳表层并产生分层，导致近红外光谱的测量重复性变差。此外，不同温度下的脂肪球所处的状态也不相同，可能会影响近红外光谱的测量重复性，进而影响牛乳成分预测精度。

( 1 ) 本 研究 运用 人工 神经 网络 ( A N N) 建 立 的肉馅 的脂肪 、 蛋 白和水分的近红外模型是成 功的 ， 可以用于实践 中。( 2 ) 本研究通过建立 整块牛 肉预测模 型 ， 证 明了近红外技术测定整块牛肉的化学成分是可行的 。 整块 牛 肉脂肪模型建立蹬较成功 ， 但脂肪和蛋白的预测相关 系数有待进一步提高 。( 3 ) 本试验采用 国产 S u p N I R - 1 0 0 0近红外光 谱仪 ， 所建肉馅和整块 牛肉的模 型较成功 ， 说 明我 国的近红 外设备 已具备较高的品质 ， 并且与国外近红外光谱仪相 比经济很 多 ， 大大节省了检测的成本 。( 4 ) 本试验 对 整块 牛 肉进 行 了谱 图采 集 ， 建立 了脂 肪 、蛋 白和水分 的整块牛 肉模型 ， 这就为近红外技术 在线 应用的更进一步研 究奠定 了基础 。

采用INSION和Thermo Fisher两款近红外光谱仪器，检测奶酪样品中的脂肪含量。对NIR光谱（近红外光谱仪）和模型进行比较，评价两款仪器性能。

近红外透射解决方案北京天翔飞域仪器设备有限公司 近红外技术部

对我国近10年来近红外光谱分析技术的研究与应用进展作了较为详细的综述，包括近红外光谱仪器研制、化学计量学方法及软件开发和在各领域的实际应用。根据国际上近红外光谱分析技术的现状和国内实际情况，提出了今后我国近红外光谱分析技术的发展方向。

2013年，Metrohm收购Foss NIRSystems Inc.公司，以Metrohm-NIRSystems作为近红外产品品牌开始进军光谱领域，在工业领域开始与Foss公司进行全球战略合作。Metrohm-NIRSystems为客户提供实验室型、旁线以及在线近红外解决方案。 XDS系列近红外产品是新一代的光栅型扫描近红外分析仪，采用基于偏移技术数字全息光栅系统，其对应的NIIST可追溯的标准和方法保证了每台仪器的光度计，波长和带宽等重要技术参数的高度一致，保证了仪器之间定标模型无缝转移并且可实现网络控制操作。基于XDS近红外分析技术，Metrohm-NIRSystems开发了一系列新一代的过程分析仪，用于制药和化工领域的实时分析。样品无需破损、测试精确等优点都在加工过程、搅拌器、干燥器、反应器等不同阶段的检测中得到了体现。XDS近红外在线分析仪典型的应用案例包括炼油厂、石化企业、聚合过程、原料药的溶媒保护等的反应监测和终点判断，以及压缩聚合物薄膜或包衣的分析。

近红外光谱技术为应用有机化学物质,在波长为780～2526nm的近红外光谱区的电磁波的光学特征,能够对化学成分含量进行快速检测。现在,应为各项科学技术的进步和提升,近红外光谱的发展有了更大的进步,对于该项技术的应用,在农业、矿业以及医疗中有着广泛的应用,尤其是在化工分析领域有着巨大的价值作用,促进了化工行业的发展。

近几年来发展起来的傅立叶近红外（FT-NIR）分析技术被公认为一种高效、方便、无损的绿色分析技术，已经在农业、食品、制药和化学等领域中发挥着越来越重要的作用。在国外酿酒行业，近红外技术也已经有了非常广泛的应用。在日本近红外光谱技术已用于日本米酒的酸度、氨基酸、总糖和酒精含量，Prapatsorn Tipparat 等人应用流动注射- 近红外光谱分析饮料酒中的乙醇含量，L. Sauvage应用近红外光谱测定白葡萄酒中的痕量金属元素，D. Cozzolino 等人应用近红外分析技术测定红葡萄酒发酵过程中苯酚含量的变化，M.urbao-cuadredc等人用近红外光谱仪在线检测葡萄酒发酵过程中15种参数。而在中国，由于中国酿酒生产工艺相对来说更为传统和复杂，近红外技术的应用才刚刚起步。

近红外线吸收色素在700~2500 nm的近红外区域具有高吸收性，可用于隔热膜材料、防伪识别等。UH 5700采用连续可变狭缝，可以在超大波长范围（190~3300 nm ），低噪音测定样品。此次实验使用 UH5700测定五种近红外线吸收色素的吸收光谱，并使用专用软件 UV Solutions Plus 进行峰检测。

尿素酶含量是豆粕的重要检测项目。本文分析了豆粕的近红外光谱特性，初步建立了尿素酶近红外检测的校准模型。近红外检测尿素酶无需称重和化学试剂，检测时间10～20秒，结果的标准差优于参考化学分析方法，是一种快速方便的尿素酶检测技术。

利用瑞典波通86系列近红外收集了国产油菜籽的近红外特征光谱，建立了适合国产油菜籽检测的近红外定标模型。近红外光谱分析技术无需称重，无需化学试剂，可以在1分钟内快速检测油菜籽的质量。实验得到的国产油菜籽近红外水分和脂肪定标模型与国标方法的相关性分别为96.1%和98.9%，SEC为0.18%和0.26%。近红外光谱分析技术可以快速检测国产油菜籽质量，适用油脂加工企业原料收购的检测要求。

生鲜牛乳作为一种天然乳浊液，在近红外光谱的测量过程中，粒径较大的脂肪球颗粒易上浮到牛乳表层，可能会影响牛乳近红外光谱的测量重复性，进而影响牛乳成分预测精度。

近红外法可更快更方便的测量小麦蛋白。 S450 近红外光谱分析仪对比进口仪器。测试项目包括：内容光谱图，仪器模型性能对比，仪器模型稳定性测试，台间仪器模型传递测试，仪器波长指标的长期稳定性

近红外光谱学（NIR）在实木板材表面缺陷检测的潜力，近红外光谱在对木材进行检测时，近红外光谱通过化学计量方法建立木材光谱与木材性质直接的相关关系，从而实现对木材性质的定性分析，国内外已经有一些使用近红外光谱NIR对木材的物理性质和化学性质的研究。

近红外光谱区域是人们发现的第一个非可见光谱区域，它是由Hershel在1800年所观察到[1]。但是由于缺乏仪器基础，直到上世纪50年代以前，近红外光谱技术一直没有得到实际应用。上世纪50年代中期以后，随着简易近红外光谱仪的出现及美国农业部的Karl Norris等人所做的工作，使近红外光谱技术在农副产品分析中得到广泛应用[2]。20世纪60年代后，由于中红外光谱技术的快速发展和应用，加之近红外光谱技术自身的灵敏度低、抗干扰性差等缺点，使人们淡漠了该技术在分析测试中的应用。1983年，Wetzel称之为“光谱技术中的沉睡者（Sleeper among spectroscopic techniques）” [1]。80年代以后，随着计算机技术、化学计量学技术及仪器分析技术的发展和应用，人们重新认识了近红外光谱的价值，并使其发展成为了一门独立的分析技术，1988年成立了国际近红外光谱协会（CNIRS）[3]。由于应用领域的不断扩展，McLure在1994年发表了一篇题为“The giant is running strong”的论文[1]。1998年，Davies撰文讨论了近红外光谱技术的潜在用途和发展趋势，并将其描述为光谱领域中“从沉睡者变为了启明星（from sleeping technique to the morning star of spectroscopy）”的技术[4]。我国对近红外光谱技术的研究起步较晚，但1995年以来有关这一技术的应用研究逐步增多。目前，已有中国石化研究总院和北京第二光学仪器厂开发出商用近红外光谱仪[5]。药品生产过程的质量控制要求，为了确保最终产品的质量稳定均一，需要对从原料接收到产品出库的整个物料流通过程进行全程监测。近红外光谱分析技术的特点决定了其在这一领域可以发挥重要作用。

近红外光谱分析技术是一种利用物质对近红外光的吸收、散射、反射和透射等特性来确定其成分含量的检测技术，属分子振动光谱，可用于全部有机物和部分无机物的定性定量分析。近红外技术以其绿色、无损、快速等特点，近年来受到各行各业检测领域的广泛认可，不仅在传统的近红外应用领域如食品、农产品、饲料、烟酒、石油化工、科学药物、生物医学和环境污染分析等遍地开花，在新的现场检测和在线监测领域也蒸蒸日上，如现代发酵、半导体、电子制造、精密加工、智能农业等等。