棱光技术S400近红外农产品品质分析仪

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。）

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。

在近红外分析测试过程中样品温度、样品状态、环境温 度、仪器状态等都会对近红外分析产生影响[ 1] , 引起分析误 差的产生, 因此从理论和实践应用上对近红外误差来源的分 析将有助于对近红外仪器和测试环节上的改进提供基础参考 数据。除上述因素以外的误差来源可认为来源于模型自身, 是由样品代表性、化学标准值和化学计量学算法等产生的, 但在建立稳健分析模型( Robust calibr ation model) [2, 3] 时不 仅要充分降低模型自身的误差来源, 还须充分考虑上述因素 产生的影响。 目前国内外对解决这些影响因素的方法研究有大量文献 报道, 其中对温度参数的研究为热中之热。目前解决这些影 响因素有四种方式: 一是对光谱进行预处理, 消除各种外界 因素对光谱的影响[1] ; 二是选取对外界影响因素不敏感的波 长建立稳健分析模型[4] ; 三是通过建立混合校正模型( Hybr id calibratio n model) [5] , 也称全局校正模型( Global calibr at ion model) 将意料到的外界影响因素包含到校正集中, 来实 现分析模型的稳健性; 最后是通过温度等参数补偿的方法来 消除温度等外界影响因素对光谱的影响[6, 7] 。 本文旨在为改进仪器提供基础理论数据, 并从误差来源 角度在理论上解析测试条件参数( 包括温度等参数) 的影响, 阐明其重要性, 引起近红外分析工作者的进一步重视。通过 对解决这一问题方法的讨论, 阐明研究更简单、方便、有效 的新措施和方法的迫切要求, 并给出了一种新思路。

以云南优质烤烟为实验材料!在国产光栅漫反射型近红外仪器上!比较研究了不同年份样品建模' 不同化学值分布建模对近红外检测结果的影响"结果表明&总糖'尼古丁组分模型偏差受年份影响较大!总 氮组分模型偏差与样品年份关系不明显"烤烟组分的不同化学值分布建模结果表明&用化学值按自然正态 分布的样品建立模型的结果优于按均匀分布建模的结果"该研究对从大量天然产物样品中挑选代表性样品 时所采用的挑选方法和原则具有指导性的参考价值"

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，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

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。

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