第三届近红外光谱学术会议大会报告集锦（一）

　　仪器信息网讯 2010年10月13-16日，由中国仪器仪表学会分析仪器分会近红外光谱专业委员会主办，华东理工大学结构可控先进功能材料及其制备教育部重点实验室、上海分析测试协会协办的第三届全国近红外光谱学术会议在上海航空酒店召开。来自近红外光谱相关领域的专家学者、仪器用户等200多人参加了会议。

　　本届会议全部采用大会报告形式，不设分会场，大会报告主题主要围绕近红外光谱分析理论、近红外光谱分析中的化学计量学、近红外光谱仪器和成像技术、近红外光谱应用等内容。

　　江苏大学食品与生物工程学院 陈斌教授

　　报告题目：近红外光谱仪器及应用的现状和展望

　　陈斌教授主要介绍了近红外光谱仪器的基本要求、近红外光谱仪器的演变、对发展国产近红外光谱仪器的探讨等内容。

　　近红外光谱技术不是中红外光谱分析技术的扩展，该技术涉及到分析化学、仪器仪表、应用数学、计算机应用、物理光学、数字信号分析等多方面的知识，是多种学科交叉、渗透交融的实用性技术。稳定性是近红外光谱仪器最基本的要求、丰富的附件是近红外光谱仪器的翅膀、简单方便的软件是仪器的一部分。

　　近红外光谱仪器的发展主要是色散方法、单色光源的应用、近红外光谱仪器探测器件的发展。色散方法的发展经历了棱镜、光栅、傅立叶变换到目前的声光可调、微机电技术、偏振干涉等技术。单色光源从卤钨灯+滤光片、LED(+滤光片)、半导体激光光源(LD)。探测器的发展从单通道到现在的多通道。

　　对发展国产光谱仪器的发展，陈斌教授提出了以下几点建议：研究型的仪器要求高，建议研发时要慎重;需要考虑实用、可靠、价格等问题，价格不能偏离行业的特点和能力;小型化、专用化、便携化应该是发展方向，国产基于MEMS技术的NIR仪器已经出现，但性能的提高、能达到真正意义上的实用化还需要走很长路;智能化、网络化、数据共享化是仪器未来的发展要求。

　　北京油料研究所 田高友博士

　　报告题目：外场用近红外光谱仪器的发展技术探讨

　　田高友博士主要介绍了外场用近红外光谱仪器的要求、近红外光谱技术实际使用中存在的问题及未来近红外光谱技术需要攻关的技术。

　　外场专用燃料近红外光谱仪不仅对仪器的基本性能指标有特殊要求，还附加有其他要求如：仪器尺寸和重量大小、基本光学性能、仪器电源、长期储存稳定性、用户操作可行性等18个方面，需要从光学设计、材料选购、光学部件加工、分析技术选用、软件开发等方面进行全新设计。

　　近红外光谱技术是一种“售前成本低，售后维护成本高”的技术，其发展的瓶颈具体体现在：仪器的一致性问题、仪器的长期稳定性问题、模型的更新和维护问题。

　　近红外光谱未来的发展需要解决以下问题：对于仪器厂家而言，必须“重研发，重创新，严把质量关”，解决仪器一致性和长期稳定性问题，从硬件上解决模型问题，实现模型的硬拷贝。对于科研工作者而言，需要革新近红外光谱分析技术，降低技术的维护成本。在仪器研制单位、生产单位和用户三者之间，建立起符合行业特点的维护组织体系。此外，借助网络技术，建立物联网体系，实现远程模型更新和维护或者远程检测。

　　吉林大学仪器科学与电气工程学院 刘杰博士

　　报告题目：基于ARM的便携式近红外光谱仪研制

　　刘杰博士介绍了吉林大学仪器科学与电气工程学院近红外光谱仪器研究室研制的采用基于ARM S3C2410的嵌入式测控分析系统，设计了基于ARM的便携式近红外光谱仪PISA-ARM。其光源系统为卤钨灯+调制器、分光系统为光栅扫描、取样器为积分球。

　　仪器设计了A/D采集模块、步进电机驱动模块、NAND Flash接口、LCD和触摸屏接口模块以及键盘、USB等外设接口。基于ARM-Linux软件开发平台，选用vivi系统启动代码、Linux2.4.18内核和cramfs文件系统构建嵌入式软件平台，开发了键盘、A/D、步进电机、USB等设备驱动程序。利用QT用户图形库设计便携式近红外光谱分析仪的用户应用界面，满足了仪器测量控制与分析一体化的要求。

　　桂林电子科技大学 杨辉华教授

　　报告题目：CloudChem：基于云计算的化学计量学软件服务

　　传统的化学计量学软件目前存在着版本升级困难、数据和模型未有效管理和共享、串行计算速度慢并导致性能优化困难等缺点。

　　云计算是一种网络应用模式，通过网络以按需、易扩展的方式获取所需要资源和服务。其具有超大规模、虚拟化、可靠安全等独特特性。使用云计算可大幅降低硬件成本、大幅降低人力资源成本、快速部署、对用户端的硬件要求低、可扩展性好。

　　为了解决传统化学计量学软件的缺点，杨辉华教授课题组提出了CloudChem——一种基于云计算技术的完全不同的化学计量学软件模式，将化学计量学算法部署在分布式集群云计算平台上。CloudChem系统由工作流层、业务层、核心计算层、数据层组成。

　　杨辉华教授指出CloudChem目前面临的主要问题有：研发人力不足、计算资源投入问题、平台推广问题、平台成员参与问题、私有数据安全保障等。

　　华东理工大学 倪力军教授

　　报告题目：近红外模型的建立、评价与维护

　　近红外光谱技术的成功应用在于针对具体问题建立一个科学、合理与适用的近红外定量或定性模型，并且应适当了解所建模型的适应周期、及时进行模型的维护与更新。近红外模型的性能受到多种因素的影响，如：建模样本、近红外光谱(X)的质量、基础数据(Y)的质量、建模方法及模型参数。

　　倪力军教授结合大量实例阐述了建立一个好的近红外光谱模型应遵守的准则。如根据连续重复测试同一样品近红外光谱的标准方差谱(SVSRS)评价近红外光谱质量的统计方法，演示了利用SVSRS选择合适的样品前处理方法、选择最佳近红外测试模式、选择信号最为稳定、光谱质量最佳的近红外区间建模等方面的应用。对于近红外定量模型的评价不宜片面追求小的RSMEC、RSMEV，应参考参比方法的测试误差确定评价指标的阈值;无论是定量还是定性模型,都应对模型集合进行评估。

　　倪力军教授介绍了自己的一点心得体会：建模时应重视样本筛选与构造，使其具有良好的代表性与覆盖面;能反映样品实际情况的样本集合、高质量的光谱与基础数据是建立一个好近红外模型的基石;充分利用统计指标SVSRS提高光谱质量;应加强对近红外模型维护的研究。

　　南开大学化学学院 卞希慧博士

　　报告题目：奇异点检测的一种新方法

　　化学计量学已广泛应用于各种领域，特别是在近红外光谱定量分析中发挥了重要作用。在利用化学计量学建立一个定量模型时一般要经过以下步骤：奇异样本的检测，光谱预处理，波长选择后再进行多元校正模型的建立。

　　奇异样本的检测是模型建立前的第一步，它的去除与稳健是建立一个高质量模型的前提。同时，多元校正方法尤其是偏最小二乘，因其简单、快速而得到了广泛应用，但是这些传统建模方法采用单一模型，在样本数较少时稳定性及预测精度往往不好。

　　卞希慧博士介绍在研究多模型建模时候发现了一种聚类现象，通过对这种聚类分析的原因进行分析、验证，发展出了一种新的奇异样本检测的方法。通过寻找其原因，发现是某些奇异点导致，并根据这个聚类现象找到了一种奇异点检测的新方法。在整个研究中最关键的一步，是在于发现了聚类现象这个问题。卞希慧博士还向大家介绍了自己做化学计量学的一点心得，即善于分析过程、善于发现问题。