尿中葡萄糖含量的近红外光谱快速测量

本文研究了采用近红外光谱技术检测尿液中葡萄糖含量的方法。讨论了采用偏最小二乘法(PLS)建立校正模型过程中数字滤波预处理方法以及利用遗传算法优选波段。尿液中的葡萄糖含量的最佳测量结果RMSEP为10．4mg／dL。结果表明，近红外光谱法可以满足尿液主要成分的实际测量要求。这些实验研究将为糖尿病等相关疾病的无损、快速检测提供一种新的方法。     

近红外光谱技术检测牛奶中脂肪及蛋白质含量校正模型的建立

为实现牛奶成分的快速检测,研究了近红外光谱法在牛奶主要成分分析中的应用,重点对比了不同近红外区域的检测结果。研究中利用偏最小二乘法(PLS)建立校正模型,探讨了不同光谱区域和数据预处理对模型准确性的影响。模型结果表明在长波段(1700nm~2500nm)检测牛奶中脂肪及蛋白质含量的准确性最高。     

双探测器结构的近红外光谱仪的研究

目的：为了提高近红外光谱探测信号的稳定性,研制了双探测器结构的滤光片型漫反射近红外光谱仪。方法：首先单色光被分束镜分成两束,一束光直接被一个探测器接受,另一束光经过积分球后照射到样品上,样品的漫散射光被积分球上的另一个探测器接受,然后将两个探测器的测量值相比较,最后计算出样品的吸光度。结果：应用该仪器检测了漫反射标准板的漫反射率,测量值与标称值的相关系数平均为0.995,标准偏差平均为0.01。另外使用该仪器测定了奶粉、牛奶及酱油的相关成分含量,近红外光谱与奶粉的蛋白质脂肪含量的相关系数高于0.9,与酱油及原奶的相关成分含量的相关系数高于0.8。结论：检测结果说明,自制双探测器结构的滤光片型近红外光谱仪可以获得样品的正确漫反射率,同时可以用于食品的成分分析。     

用于食品成分分析的双探测器近红外光谱仪

研制了双探测器结构的滤光片型漫反射近红外光谱仪.用分束镜将单色光分成两束,一束光直接被一个探测器接收,另一束光经过积分球后照射到样品上,样品的漫散射光被积分球上的另一个探测器接收.将两个探测器的测量值相比较,计算出样品的吸光度.应用该仪器检测了漫反射标准板的漫反射率,测量值与标称值的相关系数平均为0.995,标准偏差平均为0.01.另外,使用该仪器测定了奶粉、牛奶及酱油相关成分含量,近红外光谱与奶粉的蛋白质和脂肪含量的相关系数＞0.9,与酱油及原奶的相关成分含量的相关系数＞0.8.检测结果表明,自制的双探测器结构滤光片型近红外光谱仪可以准确获得样品的漫反射率.     

基于近红外光谱的茶叶成分检测仪的软件研制

本文介绍了滤光片型近红外光谱茶叶成分分析系统的应用软件研制.软件具有光谱采集、数字信号处理、光谱预处理、模型定标、样品预测和系统自检等功能,并集成了对连续光谱的遗传算法、变量标准化及去势处理算法,以确定检测对象主成分的特征波长,为仪器的光源和分光系统的设计提供依据,以增强仪器的可扩展性及检测精度.采用多元线性回归建立了茶多酚、氨基酸、水分、咖啡碱等四种成分的定量分析模型,实现了基于近红外光谱技术的茶叶主要成分的快速无损检测.     

基于云平台的近红外食品质量监测技术

以提高食品安全质量监测的测量精度和稳定性以及设备现场化、便携化为目的,应用现代近红外光谱分析技术,采用云数据平台技术和开发数据源,并编写了近红外光谱化学计量学软件,设计了一种基于云平台的近红外食品质量监测系统,可广泛应用于食品和农产品加工过程中的成份分析、品质检测以及在线的品质监测与控制。该监测系统具有操作方便、分析测量速度快、效率高、无损检测、重现性好、性能价格比高等特点。     

复合肥成分在线分析应用软件的设计及实现

为了解决复合肥生产企业不能大规模实时在线检测复合肥成分的难题,利用近红外光谱技术以及MATLAB和C++语言混合编程开发了一款复合肥在线分析应用软件,结合自动化光谱采集平台,实时分析复合肥的成分。该设计通过软件需求分析论证、系统整体设计、实验验证,证明了快速检测的可行性。软件主要包括数据采集、数据处理、含量预测等模块。其中数据采集模块主要是用来实时采集光谱并分析复合肥成分;数据处理主要用于数据预处理、特征提取、建立模型;预测模块用来预测成分含量。软件拥有数据化和图形化的交互界面,操作简单,使用方便。     

微型近红外光谱仪的软件开发与实验

在LabVIEW平台上对MicroNIR-1700微型近红外光谱仪开发了便携式近红外光谱检测系统。利用LabVIEW结合数据库开发的光谱仪测量分析处理程序,实现了光谱仪控制、样品指标测量、样品信息管理和系统使用权维护等功能。光谱的重复性试验和幸水桃的可溶性固形物含量实测试验表明,光谱仪在波长1000~1600nm范围内具有较高的重复性,实测试验中定标模型的校正集和预测集的相关系数r分别为0.902和0.867,均方根误差RMSECV和RMSEP分别为1.091,1.158,系统能满足一般实际应用的需求。     

近红外光谱快速测定调合食用油成分含量可行性研究

针对市场食用油掺假现象,对近红外光谱快速测定食用油成分含量快速测定可行性进行研究。实验使用花生油和大豆油配制二元食用油调合油,使用花生油、菜籽油和大豆油配制三元食用油调合油。研究结果表明,二元调合食用油成分测量偏差为0.36%,三元调合食用油成分测量偏差为0.69%～0.83%,说明近红外光谱快速测定调合食用油成分含量是可行的。     

一种优异的无创血液成分检测方法

近年来近红外光谱无创血液成分检测已经成为生物光学应用领域的研究热点,但除血氧以外,目前还没有进入临床应用成果的报道,其关键在于个体差异和测量条件对检测精度的影响.本文给出的动态光谱检测方法,从原理上消除了绝大部分的个体差异和测量条件对检测精度的影响,可望大幅度提高血液成分检测的精度,为基于光谱法的无创血液成分检测的临床应用提供了条件.     

水体中化学需氧量(COD)的快测定

介绍一种快速测定水体中化学需氧量(COD)的新方法,该方法将近红外光谱分析技术中的化学计量学方法应用到紫外可见区域,对水体进行COD测试,并将测定结果和标准试验方法(GB11914-89)测定结果进行比较,取得令人满意的结果。     

Fast magneto-optical spectrometry by spectrometer

Time efficient measurement of the spectroscopic magneto-optical (MO) activity of materials has always been desirable. In conventional MO systems, the monochromator produces quasi-monochromatic light in a narrow wavelength window. Therefore, to measure the spectroscopic MO activity, a large number of measurements over the full spectra is required to obtain satisfactory wavelength resolution and thus is very time consuming. Here, we develop a novel system that is capable of fast measurement of the MO activity by only one white light source, two polarizers, one achromatic quarter-wave plate, and one spectrometer. This system is flexible from UV to IR region, only depending on the power spectra of light source and sensitivity of the detector at the corresponding wavelengths. As examples, we measured the intriguing optic and MO activity in glass, ferromagnetic thin film, and bulk GaAs in the visible to near infrared region. The results of glass demonstrated a minimum resolvable Faraday rotation angle of 0.004° by the currently equipped system.     

测量近中红外激光大气透过率的调制型太阳光度计

为弥补常用红外波段激光大气透过率测量方法成本高或实时性低的不足,通过模拟计算分析研究,提出基于光源调制太阳光度计技术提取红外波段激光大气透过率的方法,提供一种成本低、操作简单、实时性强的有效测量方法。研制的光源调制型红外太阳光度计可测量宽波段大气透过率,再依据建立的宽带和窄带透过率关系进行修正,最终获取可应用的近中红外多波段激光大气透过率。实际测量结果与对比实验表明,与实验室自研的近红外太阳光度计相比统计误差小于4%,与POM-02相比统计误差小于6%。红外调制型太阳光度计获取的实时结果不但可应用于激光大气传输修正中,也对评估激光通信和激光传输等具有重要意义。     

近红外光谱法测定汽油辛烷值

采用近红外光谱法测定汽油辛烷值，方法简便、快捷，具有好的重现性。近红外光谱法测定结果与标准试验方法（GB／T503和GB／T5487）测定结果进行比对，取得了令人满意的结果。     

采用玻尔兹曼统计法分析光阱刚度的测量精度

考虑高精度的光阱刚度测量是光阱力测量的关键,本文提出了采用玻尔兹曼统计法来分析光阱刚度的测量精度。首先,描述了实验室搭建的近红外光镊系统,并将其搭建在暗室中的气垫平台上,以便隔离光干扰和振动干扰。然后,用四象限光电探测器探测被光镊捕获的微球向后散射的光,并选用与溶液黏度无关的玻尔兹曼统计法计算样品池底面附近的光阱刚度。最后,分析和讨论了溶液温度的变化、四象限光电探测器的灵敏度、采样频率以及采样时间对光阱刚度测量精度的影响。理论分析及实验计算显示:溶液温度的变化对光阱刚度的测量影响很小,但四象限光电探测器的灵敏度对光阱刚度测量精度影响较大。考虑采样的完整性和数据处理速度,采样频率通常取为被捕获颗粒拐角频率的5~10倍。对于本文搭建的近红外光镊测量系统,采样时间取为1~7s时,可以保证高精度地测量光阱刚度。     

Diffuse reflectance spectroscopic mapping imaging applied to art objects materials determination from 200 up to 5000 nm

The microsampling destructions caused by the sampling of analytical spectroscopic methods are generally not permitted to art objects. Consequently, the development of nondestructive analysis techniques is a necessity. In this work we present a set of signal processing and artificial intelligence techniques which support the operation of a novel device developed for the nondestructive identification of art objects. The proposed device combines ultraviolet, visible, near infrared, and midinfrared spectroscopy in diffuse reflectance mode to identify the materials that exist in each paint layer of an artwork.     

Application of semiconductor radiation detectors and diode lasers for infrared spectroscopy

The properties of semiconducting infrared detectors and diode lasers relevant to spectroscopic applications are briefly reviewed. A novel modular diode laser spectrometer, a diode laser operated multicomponent car exhaust emissions measurement system and a broad band source multichannel near-infrared spectrometer are presented and discussed.     

沼泽湿地甲烷气体浓度检测

针对传统沼泽甲烷气体检测方法中存在的过程繁琐、实时性差的问题,分析了基于近红外可调谐半导体激光吸收光谱的光学式检测方法.提出通过计算一次谐波信号的峰值与平均值对气体浓度测量的方案,并结合虚拟仪器技术加以实现.经实验测试表明:该系统性能稳定,能够实现在线实时检测,检测精度(体积分数)为0.02%.     

Near infrared laser computed tomography test–system design and application

A new near infrared laser computed tomography test system is developed. The characteristics, construction, algorithm and performance of this system are analyzed. Simulation experiment results show that the image reconstruction speed and the resolution of this system can be improved easily. Research works also prove that the proposed near infrared computed tomography system is suitable for the parameter measurement of two-phase flow.