近紅外光譜分析技術的發展現狀

當今的近紅外光譜儀通常采用以下六種架構：

固定濾波器：這類儀器基于固定數量的波長進行測量，每種波長對應濾光輪上特定的濾光片。濾光輪在不同濾光片之間轉動時進行讀數。

旋轉光柵/棱鏡：這類儀器利用電機在單點探測器上移動光柵分散的輸出（波長）。

FT-NIR：這類儀器利用邁克耳孫干涉儀技術的傅立葉交換性質，通過移動的鏡面創造能夠與某個光譜形成數學相關的干涉圖樣。

線陣探測器：這類儀器利用光柵在元素數量為256或512以上的一維線性像素陣列上分散波長。

線性漸變濾光器：這類儀器利用線陣探測器前的漸變濾光元素，使特定波長能夠影響每個像素元素。

DLP?技術：數字微鏡器件（DMD）將光柵分散的光反射到單個像素探測器上。DMD可編程，且靈活度高，因此可按照任何順序或不同分辨率對波長進行采樣。整個過程只需一次掃描即可完成。

現在的近紅外光譜儀比前幾代產品要先進得多，具有微處理器控制、高精A/D采樣、光譜電算化（帶統計分析）等特性。不同架構的使用模型也有所不同：

實驗室型：通常為的大型通用儀器。處理光譜數據的計算機可以是實驗室內部設備，也可以是通過以太網或USB互聯的遠程設備。這些計算機可對海量數據進行處理，并在數秒之內完成與分布式參考庫的對比。

便攜型：便攜式NIR光譜儀外形同實驗室小型版本類似，可以移動，通常配備110V交流電源或12V帶反相器電源，體積通常比午餐盒略大一些，可以放在卡車后擋板上，以供現場或工業環境（例如農場或礦區）中使用。

聯機型：這類專門化設備用于監測工廠環境，通常具有特定用途。工廠安裝可能會在一條裝配線上包含多臺光譜儀，通過以太網或無線網連接到主控制設施。

手持型：手持式光譜儀的生產受到了廣泛關注，其特征是真正實現了便攜化，非常便于用戶使用。目前已推出電池供電式產品，體積與大型手鉆相近。這類產品的好處是，非常便攜，而且依靠內置電源可以遠途使用。

近紅外光譜技術

近紅外光譜技術（NIR）是 90 年代以來發展快、引人注目的分析技術之一。近幾屆在國際光譜儀領域也越來越受到人們的關注，尤其近幾屆匹司堡分析儀器會議上，NIR已成為紅外光譜分析報道的熱點，而由此帶來的巨大經濟效益更是引人注目。隨著 NIR 分析方法的深入應用和發展，已逐漸得到大眾的普遍接受和的認可。 1978年美國和加大就采用近紅外法作為分析小麥蛋白質的標準方法， 1998 年美國材料試驗學會制訂了近紅外光譜測定多元醇（聚亞安酯原材料）中羥值含量的ASTM D6342 標準方法。2003年，在我國也正式實施了近紅外光譜方法測定飼料中水分、粗蛋白質、粗纖維、粗脂肪、賴氨酸、蛋氨酸的 GB/T 188682002

由于近紅外光在常規光纖中有良好的傳輸特性，且其儀器較簡單、分析速度快、非破壞性和樣品制備量小、幾乎適合各類樣品（液體、粘稠體、涂層、粉末和固體）分析、多組分多通道同時測定等特點，成為在線分析儀表中的一枝奇葩。近幾年，隨著化學計量學、光纖和計算機技術的發展，在線近紅外光譜分析技術正以驚人的速度應用于包括農牧、食品、化工、石化、制藥、等在內的許多領域，為科研、教學以及生產過程控制提供了一個十分廣闊的使用空間。光纖遠距離測量：近紅外光可以通過光纖進行遠距離傳輸，可以實現距光譜儀以外的遠距離測量，可將測量探頭或流通池直接安裝到生產裝置的管線，實現在線測量，或環境苛刻以及危險的地方的現場測量。

近紅外光譜儀器國內發展情況簡介

近紅外光譜儀始于1800年，Herschel 發現了NIR光譜區，90年代近紅外光譜在工業領域中的應用展開。近幾屆在國際光譜儀領域也越來越受到人們的關注，尤其近幾屆匹司堡分析儀器會議上，NIR已成為紅外光譜分析報道的熱點，而由此帶來的巨大經濟效益更是引人注目。在與固定光路相匹配的陣列檢測器中，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域的光譜儀，InGaAs基PDA檢測器則用于長波近紅外區域。

我國近紅外光譜儀的發展相對還是比較落后的，除一些分析工作人員以外，近紅外光譜分析技術還鮮為人知。不過隨著近幾年國產光譜儀廠家對于技術研發的不斷投入，近紅外光譜儀技術在軟件、基礎研發和應用方面也是取得了可喜的進步。可攜式近紅外線光譜儀的尺寸通常只比便當盒大一點，可放置在貨卡尾門上，適用于農田或礦場等產業型場景。目前來講，能夠提供整套近紅外光譜分析技術（近紅外光譜分析儀器、化學計量學軟件、應用模型）的公司仍是屈指可數。

目前國外許多大型光譜儀廠家已經在投入國內近紅外光譜儀市場，搶占國內光譜儀產品市場的同時，也在不斷壓縮著國內光譜儀廠商的生存空間，所以國內光譜儀廠商一定要抓緊機遇，打好研發基礎，迎合近紅外光譜分析技術在分析界炙手可熱的發展趨勢。相信近紅外光譜分析技術在國內光譜儀廠商中必將為更多的人所認識和接受。這些早期光譜儀固定擺放在實驗室的某個位置，而且一經安裝就很少再被移動。

近紅外光譜儀應用必須特別注意的事宜

留意要符合要求的自然環境標準來應用，非常值得我相信的近紅外光譜儀生產廠家提示要留意實驗室的溫度及其空氣濕度都需要在規范范疇之內，常用開關電源應配備有穩壓管設備和電線接頭。為了更好地更快的嚴格把關這種標準，紅外線實驗室的空間不必很大，能擺得下務必的設備就可以，但房間內一定要有去濕設備。野外可攜式近紅外線光譜儀的外型類似小型實驗室儀器，可隨意移動，通常只需交流電110伏特，或12伏特加上變流器即可供電。也有實驗室里的CO2含量不可以太高，因而實驗室里的總數應盡量避免，不相干工作人員不必進到，還需要留意適度通風換氣。