应用固定波长近红外光谱仪测定玉米淀粉含量

探讨了应用固定波长近红外光谱仪测定玉米淀粉含量的几个问题。在标定样品基准值测定中，玉米淀粉先脱糖对标定方程拟合质量的提高有明显效果。同时在选择标定样品时，去掉特殊类型的颗粒（小粒超小粒、爆花玉米、黑色粒、紫色粒等），并按颜色开标定预测方程，对提高测定精度也有一定作用。     

土壤有机质近红外光谱分析组合波长的优选

以分析85份吉林省北部黑质土壤样品有机质含量为例,研究了利用多元散射校正和相关光谱法对定标波长的优选,并根据经验和参考波长理论对所建立的模型进行逐步优化。最终得到定量模型的相关系数为0.90,定标标准差(RMSEC)为0.36%,交叉检验标准差(RMSECV)为0.40%,该结果与采用偏最小二乘算法(PLS)对土壤连续谱进行定标的结果相当。结果表明,利用该方法建立的模型简单、稳定,可以为吉林省北部黑土质土壤养分状况普查和便携仪器的研制提供参考。     

便携式矿物近红外光谱仪器的研制

为实现野外现场矿物分析,仪器采用了交叉复折式单光路光栅扫描分光系统。解决了系统部件安装空间与系统体积之间的矛盾。采用正弦传动等结构,保证了仪器的精度;采用锁定放大、同步累积等微弱信号检测方法,提高了系统的信噪比;采用低功耗设计和间断式工作方式,大大降低了系统的功耗。测试实验对比表明其主要技术指标已经接近国外同类产品的水平。     

基于MEMS技术的便携式近红外光谱仪的研制

介绍基于MEMS技术的先进微小型近红外光谱仪的工作原理,提出了基于MEMS微镜的新型近红外光谱仪的设计,包括光路原理、硬件电路组成及软件模块,给出针对自来水样品的测量光谱图,其轻便灵活、低功耗及超高性价比填补了国内空白。     

基于USB总线的便携式近红外光谱仪测控系统

本文基于USB(Universal Serial Bus)总线技术和LabVIEW虚拟仪器软件平台构建了便携式近红外光谱仪(PISA-Ⅱ)测控系统,从硬件和软件两方面详细论述系统设计思想.给出了数据采集模块和USB通信模块的设计方案和原理框图,对USB驱动程序和基于LabVIEW测控软件的开发思想进行阐述.通过与澳大利亚近红外光谱分析仪PIMA做对比分析实验,充分表明了PISA-Ⅱ能够正确反映样品的光谱特性,达到了光谱仪器的设计要求.     

近红外光谱仪

由Stellar Net公司生产的NIRX-SR系列近红外光谱仪采用512元的InGaAs光电二极管阵列和高速USB2．0接口,其工作波长范围为0．9～2．2μm。这种坚固防震的光谱仪配置两级热电致冷器和具有高光谱分辨力的光学元件。当用于特殊的光谱研究时,该仪器可选用1024元的探测器列阵,从而可将其光谱分辨力从16nm提高到8nm。     

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。     

近红外光谱仪器远程监控平台的开发

针对近红外光谱仪器分布广、操作人员专业化要求高、测量外部条件相对敏感等特点,开发了一套远程控制系统.本系统综合利用了传感器技术、数据采集技术及网络通信技术,实现了同时对多台近红外光谱仪器的环境温度、电源电流、电压、光源强度等物理参数的远程监控.实验证明,该系统可以在近红外仪器运行时精确、实时地记录下仪器的运行状况,为仪器的调整和维修提供丰富的参考.     

土壤有机质近红外光谱分析的波段优选

利用Savitzky-Golay(SG)卷积平滑方法和标准正态变量变换(SNV)对土壤光谱数据进行处理后,通过对波段的优选建立了主成分回归(PCR)模型。结果表明,预测样本的相关系数可达到0.932 2,预测标准差(RMSEP)为0.041 1%。     

基于近红外波长组合快速检测油页岩含油率

为实现油页岩含油率的快速单点测量,研究了基于近红外波长组合的油页岩含油率快速检测方法。以高岭土与机油混合的模拟样品为研究对象,利用便携式近红外光谱分析技术,研究了近红外波长组合选择方法。该方法采用自制的便携式光谱仪获得全光谱反射率数据,结合微分和多元散射校正数据处理及相关系数法进行波长初步筛选,将组合生成算法与留一交互校验多元线性回归(MLR)建模相结合,确定最佳波长组合,并用MLR建模对单点测量获得的最佳波长组合光谱数据进行了实验验证。结果表明:最佳波长组合为1644,1720,2210,2260nm,30个建模样品的校正集和预测集的决定系数为0.9954和0.9977,11个验证样品的验证集的决定系数为0.9901。该方法为研制基于单点测量的油页岩含油率快速检测光谱仪提供了基础。     

近红外光谱仪器主要技术指标与评价方法概述

近红外光谱（NIR）是一种高效快速的现代分析技术。近几年来，各种类型和不同用途的NIR仪器如雨后春笋般地涌现。面对种类繁多的NIR仪器，用户在选购、使用NIR分析技术时，充分了解和掌握仪器的主要技术指标及其评价方法是十分重要的。本文就这一问题进行了详细概述，以期对用户深入了解和选购NIR仪器，以及使用好NIR分析技术具有参考作用，同时对光谱分析仪器研究、设计和制造单位也具借鉴价值。     

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.     

CCD短波近红外光谱仪测定牛奶成分的可行性研究

研究了电荷耦合器件（CCD）近红外光谱仪（NIRS）在短波区域（700．1100nm），测定牛奶中蛋白质、脂肪、乳糖等三种常规成分的含量。采用散射校正（MSC）和偏最小二乘回归（PLS）相结合的方法建立了定量模型。将短波NIRS对未知样品的预测结果与FOSSOMATIC 4000在的测量结果进行比较，对预测的准确性进行了考察。     

便携式野外现场近红外地物光谱仪研究与测试

介绍了便携式野外现场近红外地物光谱仪研制过程中采用的技术线路,通过对仪器光电部分硬件进行优化设计,使仪器具有体积小重量轻而方便携带,同时给出了仪器软件开发流程和内容;对仪器的分辨率、信噪比和稳定性所采用的测试方法进行了详尽的介绍,对仪器测量结果进行了分析,测得仪器在7nm带宽时信噪比达到3000:1,信噪比RMS值达到8348:1,并就实测指标同国外类似仪器进行对比.     

近红外光谱仪新进展

近几年国际上出现了一些新型近红外光谱仪器.这些仪器大都是基于微机电系统(MEMS)技术设计和制造的,如MEMS法布里-珀罗干涉仪、MEMS可编程衍射光栅、MEMS扫描光栅等,具有重量轻、体积小、探测速度快、可批量制造以及成本低廉等特点.本文介绍这些新型近红外光谱仪器的基本原理和主要技术指标.     

一种改进型非交叉非对称 C-T 结构近红外 微型光谱仪设计

针对基于固定光栅和阵列探测器的常规微型近红外光谱仪成本高、光谱范围窄等问题,提出了一种基于集成扫描光栅微镜的双探测器微型近红外光谱仪。该系统采用自制的集成扫描光栅微镜作为核心分光部件,可同时实现扫描与分光功能,光学系统设计利用两个聚焦镜和两个InGaAs单管探测器的空间布局避免不同光路之间的相互干扰,可实现双通道同时、独立工作,此外双通道探测器前内置不同截止波长的带通滤色片消除光谱重叠。采用光线追迹法建立了理论模型计算光学系统的初始结构参数;利用ZEMAX完成了光学系统的优化设计并给出优化结构参数。测试结果表明,该仪器工作波长范围:800～2 532 nm,分辨率:小于12 nm(800～1 600 nm)、小于17 nm(1 600～2 532 nm),整体尺寸:145 mm×135 mm×75 mm,具有宽光谱、小体积、低成本等优势。     

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。     

基于稀疏优化的近红外光谱波长选择方法

波长选择是近红外光谱分析的重要组成部分,对于降低模型的复杂度、提高模型的预测能力和稳定性具有重要作用.在总结了现有的波长选择方法的基础上,提出了波长选择的稀疏特性,并利用这一特性,构造了一种新的波长选择算法.它将波长选择问题转化为稀疏优化问题,再根据优化结果对波长进行排序,然后选择前面的部分波长.采用两个近红外光谱数据集对提出的算法进行了验证,同时与UVE-PLS和GAPLS算法进行了分析和比较.实验结果表明,该方法能选择最少的波长点,而且在模型的复杂度和预测误差方面,达到甚至优于现有算法,是一种有效的波长选择方法.     

近红外光谱仪器的吸光度重复性对分析结果重复性的影响研究

CCD-近红外光谱仪器无移动部件、具有一定的防潮和抗振动能力,野外环境适应性强,适合于研制便携式油料质量分析仪.在批量化生产过程中,需要严格控制吸光度重复性指标.研究了该类型仪器的吸光度重复性的评价方法,并采用模拟光谱法考察了吸光度重复性对测试结果重复性的影响.研究结果表明,吸光度重复性是近红外光谱仪器的一个重要指标,严重影响测试结果重复性.采用统计方法确定了便携式油料质量分析仪的吸光度重重性指标.