红外镜

2月28日，记者从中国极地研究中心获悉，我国首台近红外望远镜在南极昆仑站成功运行。中国第40次南极科学考察队利用该望远镜开展了近红外天文观测以及近地空间环境全时段监测实验。研究人员利用我国自主研制的近红外天文望远镜，成功测定了昆仑站全天空的近红外天光背景亮度等关键数据，为昆仑站开展全年天文和空间观测提供了坚实基础。经过近两个月的运行表明，该望远镜达到设计要求，满足极寒气温、无人值守等严酷环境指标。接下来，科研人员将远程遥控望远镜在无人值守的南极昆仑站开展宇宙和空间观测。在南极最高点建设天文观测阵列中国极地研究中心研究员姜鹏介绍，国际上公认的南极科学高点有4个：南极点、南极的磁点、南极的冰点、南极冰盖最高点。中国南极科考队从1996年开始先后组织开展了6次内陆科学考察，终于在2005年实现人类首次从地面登顶最高点冰穹A，并于2009年在冰穹A建立首个南极内陆考察站——昆仑站。“冰穹A地区，不仅大气稀薄洁净、没有光污染，而且每年有长达6个月的极夜，是地球上最佳的天文观测台址。”姜鹏说。“此次投入使用的近红外天文望远镜，可以承受零下80摄氏度的极寒气温，并且无惧‘地吹雪’对设备的干扰。”负责装备研发的中国科学院南京天文光学技术研究所望远镜新技术研究室副主任李正阳研究员说。为确保望远镜在环境恶劣的南极地区稳定运行，他们在南京建造了一个零下80摄氏度的实验室。“南极地区有时会突然刮起大风，扬起‘地吹雪’，造成设备卡死。”李正阳说，该望远镜应用了自主研发的耐低温光学镜筒、全密封直接驱动电机关键技术，显著提升了设备的极端环境适应能力。我国在南半球部署天文望远镜，有助于开展全面、持续的观测活动。近年来，依托昆仑站，中国科学院与中国极地研究中心合作研制了多台套天文观测设备，其中包括参与人类历史上首次探测到引力波光学对应体全球联测工作的南极巡天望远镜（AST3-2）等。春分过后，南极将进入极夜，无人值守的近红外望远镜将通过远程控制与南极巡天望远镜AST3-2协同开展时域天文学观测，填补昆仑站近红外观测空白。未来，太赫兹望远镜也将进驻昆仑站，进一步拓展南极天文观测波段。与“爱因斯坦探针”携手探秘宇宙“我们肉眼可见的光，只是天体辐射电磁波里很小的一段，红外望远镜是天文观测的重要手段之一。”姜鹏说，红外波段观测为科学家探究宇宙、星系、恒星的形成与演化，了解暗物质与暗能量，寻找地外生命迹象等发挥了重要作用。姜鹏介绍，地球大气也会产生红外辐射对观测天体产生影响，气温越低大气红外辐射越弱，因此南极地区的极寒天气能够较好地抑制天空红外背景噪声。李正阳介绍，长期以来，我国在红外天文望远镜领域相对薄弱，此次投入运行的近红外望远镜波长在1.1—1.4微米，是最接近可见光的波段。根据科研计划，无人值守期间，近红外天文望远镜将锁定几个特定区域进行持续观测，并及时跟踪观测宇宙中的爆发天体。今年1月9日，我国成功将爱因斯坦探针卫星送入太空。该卫星主要科学目标涉及黑洞、引力波等爱因斯坦相对论的重要预言，因此取名为“爱因斯坦探针”。姜鹏告诉记者，宇宙中的爆发现象是目前国际天文研究的前沿热点，爱因斯坦探针卫星的一个重要任务，就是通过在X射线波段探测宇宙中的爆发现象。“我们将发挥红外波段和南极区域优势，与爱因斯坦探针卫星合作观测宇宙中的爆发现象。”姜鹏说。

一直以来由于红外热成像仪可以将肉眼不可见的物体表面温度变成能直接看到的热图像所以，红外热像仪广泛应用于电子或机械设备等潜伏性热隐患的检测那么，红外热像仪的镜头藏着什么奥秘？是如何将温度转换成热图像的呢？下面，小菲带你来揭秘~红外热像仪镜头是由锗类等物质或其他在红外光谱中吸收率和反射率低的材料制成的。但是为什么要使用这些特殊的成分而不是像玻璃这样更普通的物质呢？红外热像仪的工作方式与普通可见光相机不同。普通相机的功能或多或少与人眼相同，接收可见光谱中的辐射并将其转换为图像。但是，红外热像仪是利用热量（即红外线或热辐射）而不是可见光拍摄图像。红外辐射的表现与可见光差别较大。所以，红外热像仪的镜头需要用不同于普通相机的材料制成。在可见光世界中，一种特定材料的性质可能与它在红外世界中的性质无关。例如，玻璃在可见光谱中对辐射极为透明，但在红外世界中，长波红外（8-14uM），玻璃是完全不透明的：反之亦然， 锗是一种类似于硅的半金属元素，在可见光世界中是完全不透明的：但是在红外世界中却是透射率很高的物质：正因如此，FLIR红外热像仪的镜头是由锗或其他在红外光谱中是近乎透明的材料制成的。为了方便将热辐射转变成热图像所以红外热像仪的镜头是由锗类物质构成

p style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201712/insimg/21aa3963-bf30-4ddf-8a82-45077aa9cf4c.jpg" title="微信图片_20171221103025_副本.jpg"//pp　　我于2002年毕业于中国农业大学食品学院，毕业后一直从事着与饲料原料及产品质量安全相关的工作。/pp　　在工作中通过查阅资料以及企业调研中接触到了近红外，同时我所张萍研究员也一直在开展与近红外技术相关的研究工作，懵懂的觉得这项技术功能强大，几乎无所不能，值得尝试一下，从此也开始充满挑战而又欲罢不能的艰辛历程。在此过程中得到了从事近红外研究的各位高手和前辈的指点，在此借这次机会向各位见过的没见过的曾经帮助过我的人表示诚挚的感谢!有意思的是，我所接触过的从事近红外研究的各位专家、各位高手，绝大部分都直接或间接的受教于陆院士。我本人不仅拜读过陆院士的被封为从事近红外研究必读的红宝书《现代近红外光谱分析技术》，而且在各种论坛、研讨会聆听过陆院士的报告，陆院士高屋建瓴、思路清晰，亲眼见到在会间老先生非常热情的不知疲倦的同与会者进行交流，本来期望在武汉的近红外会议上能再次聆听老先生的教诲并当面向老先生请教，但2015年11月17日噩耗传来，在那一刻我真的很难相信那是真的。老先生的离开是不可估量的损失啊!!对近红外的热情感染了周围的每一个人，陆院士的这种锐意进取的精神尤其让人难忘，能够在71岁的高龄仍能保持开放的思维，开拓近红外这个新的领域，我们又有什么理由不努力呢?!/pp　　近红外这项技术功能很强大，应用的很广泛，对于饲料行业尤其如此。在饲料原料、产品的质量控制等方面得到广泛的应用，如水分、蛋白、脂肪、粗纤维、氨基酸等都能应用该技术进行快速检测 此外，饲料生产企业面临着一个原料掺假的问题，存在着“道高一尺魔高一丈”的现象，为了提高豆粕蛋白含量，以前添加三聚氰胺，现在添加膨化尿素、炒制尿素等高含氮物质 有个别的原料生产商采用在豆皮中加入磷脂的方法，来应对一般企业关注相关原料中蛋白脂肪含量的日常检测，达到牟利的目的 为了提高饲料原料的品质，在原料中采用了膨化工艺，比如膨化豆粕、棉粕、菜籽粕等，通过高温高湿处理能够使蛋白变性、钝化抗营养因子、灭活有害微生物，对膨化加工工艺的参数控制不好，膨化中温度过高，会发生一些诸如麦拉德反应，不仅不能有效保障膨化原料的一致性，而且降低膨化产品的消化率及饲料产品的转换效率，近红外技术在这些领域中应该都可以给予很好的解决方案，故此用近红外方法解决上述问题是我们所关注质量安全研究内容的一部分。/pp　　应用实时在线近红外技术在实现精准营养方面也有很大的潜力，生产过程中根据原料的营养物质的浓度，实时调整配方 在相同的配方下，通过饲料加工工艺参数的调节，为不同养殖动物的摄食习惯及生活习性实现沉性、浮性、缓沉料的生产，如何要实现上述目标的话，NIR技术将会发挥自己的独特的优势。同时也需要饲料生产企业的技术人员对近红外技术有更高的要求。但目前在饲料企业应用近红外技术的实践中，饲料企业对这一技术的应用和认识还有待进一步的提高。2014年农业部颁布了《饲料质量安全管理规范》，对饲料企业的软硬件条件提出了更高的要求。在一次管理规范的推广会议中，针对要求饲料企业配备液相色谱仪及原子吸收光谱仪的问题，有的企业品控人员就提出是否可以拥有一台近红外光谱仪可以对原料和成品的质量进行监控，是否配备了近红外光谱仪就可以不再花费高额的费用购置液相色谱仪和或原子吸收光谱仪，当时的主管领导就说近红外是二手的检测，需要液相色谱进行第一手的检测 有一次在对一家非常有名的粮油企业进行实验室认可评审过程中，该公司采用近红外光谱技术，为了保证检测结果的可追溯性，对近红外光谱仪进行了校准，但校准证书的内容是：波数正确度4000～2000cm-1 为1.8%，波数的正确度2000cm-1以下 1.4%，波数的重复性4000～2000cm-1 为2.8%，校准内容是中红外的波长范围 在饲料企业调研过程中还发现饲料企业尤其是集团公司的子公司的技术人员对近红外的定标模型的概念模糊，日常只是通过样品扫描，得到谱图，由模型给出的计算值，有的甚至根本不看谱图，只满足于依据仪器公司给的模型得到计算值，没有也未能很好的评价模型的有效性。“授人以鱼不如授人以渔”，对饲料企业使用NIR的人员进行技术培训和普及推广，使其不仅知其然，更知其所以然，使其更好地发挥NIR的功能。All I am, or can be, I owe to my angel mother.这句褚博在群中分享的名言，也激励我在日后的工作中，在老先生无私奉献精神的感召下，做一个近红外的传播者，用自己微弱的光去为行业做些有益的事儿。/pp　　2016年11月19日陆院士的追思会在褚博等人的精心准备下如期召开，我有幸参加了这次追思会，与从事近红外的各个行业的专家和朋友再次见面，追思先生的高风亮节，同时陆院士的女儿也专程从美国赶过来参加，并从女儿的角度分享了陆院士作为母亲在生活中对女儿的言传身教，使我们对老先生有了更加立体的认识。老先生对“契约”精神的践行、处理日常事务的睿智、大度无不体现着一位长者的风范。其中有一件事对我触动颇深，有一次闵女士要离家去远方上大学，陆院士没有像一般的家长那样大包大揽，替女儿把需要的东西收拾好，而是对女儿说，可以随便拿，只要你自己能够拿的动，能够handle你所想要的东西，体现了一种更高层次的爱，体现了陆院士的一种大智慧，同时也体现了陆院士在人生中的一种信条，从小培养自己子女的待人处事的能力。当前中国的家长对子女教育的出现了好些问题，其中就包括缺少像陆院士这样对子女教育中的大智慧，联想到自己在生活中，每天早上送女儿上学，为了赶时间往往替女儿代劳把一天用的课本和用具帮她准备，所以回家就赶紧跟妻子分享了这个事例，希望以后在女儿的教育中也能借鉴陆院士的经验。在此也祝愿闵女士能早日把陆院士文章整理出来，这不仅能够更能使我们这些晚辈能够更了解陆先生，这些文章对于读者也是一笔不可估量的精神财富。闵姐，您辛苦了，谢谢!!/pp　　自2015年8月，有幸加入了褚博的微信群，一年多的时间里，清晨打开网络读一条褚博发的警句，渐渐地这也成为了生活的一部分，把警句进行分享，予人玫瑰，手有余香，让更多的朋友感受这份正能量 同时，在自己情绪低落时，在工作中遇到的困难和挫折时，能够使自己重新振作精神，这些遇到的困难和挫折是暂时的，没什么打不了 遇到的一些关于近红外技术上的难题，得到了群中朋友的真诚的帮助。/pp　　感谢近红外使我认识了这么多从事这项技术的非常优秀的人，一路上有你们，在近红外技术的求索路上，风景更美。/pp style="text-align: right "strongspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "　　中国农业科学院饲料研究所 董颖超/span/strong/p