便携式近红外光谱分析仪
财政厅-关于公布2019年度山东省省级政府集中采购目录及限额标准的通知-进口产品目录(鲁财采〔2018〕67号)
消防员单兵定位装置
有毒气体探测仪
军事毒剂侦检仪
可燃气体检测仪
水质分析仪
电子气象仪
无线复合气体探测仪
生命探测仪
消防用红外热像仪
漏电探测仪
核放射探测仪
电子酸碱测试仪
移动式生物快速侦检仪
便携危险化学品检测片
气动起重气垫
水面漂浮救生绳
电动剪扩钳
液压动力源
液压破拆工具组
液压万向剪切钳
双轮异向切割锯
中频调制器
上变频器
速调管功放
行波管功放
固态功放
信标接收机
SDI/ASI分配器
ASI信号自动切换器
测试转发器
码流适配器
波导倒换开关
视频质量监测仪
内容监测仪
波形监测仪
音频分析仪
视音频综合测试仪
编码器
复用器
天线跟踪控制器
恒压充气机
软波导
视频光端机
L波段光端机
SDI/ASI光端机
码流分析仪
频谱分析仪
视频信号发生器
颗粒物（PM2.5）分析仪
颗粒物（PM1）分析仪
总悬浮颗粒物分析仪
二氧化硫分析仪
氮氧化物分析仪
臭氧分析仪
一氧化碳分析仪
挥发性有机气体分析仪
硫化氢分析仪
黑炭仪
能见度仪
酸沉降监测设备
在线离子色谱
氨气监测仪
颗粒物粒谱分析仪
一氧化二氮分析仪
在线重金属监测仪
颗粒物滤膜自动称重系统
动态气体校准仪
零气发生器
微波消解仪
机动链锯
无齿锯
气动切割刀
重型支撑套具
冲击钻
凿岩机
玻璃破碎器
AntarisII傅立叶变换近红外分析仪-ThermoFisherScientific
Antaris II傅立叶变换近红外分析仪Antaris II是ThermoFisher分子光谱部（Nicolet）推出的最新一代专业傅立叶变换近红外光谱系统，该仪器为制药、高分子、化工化学、烟草、农业食品等领域的样品分析提供了全新、可靠、快速方便的分析工具。
1．新的设计理念和标准y结构化的模块设计，即一台仪器上可同时集成积分球漫反射、透射、光纤探头、漫透射检测模块，各检测模块采用各自独立的高灵敏度InGaAs检测器；y建立在高可靠性和稳固性基础上的高性能y强调高重现性，包括系统自身重现性和系统间重现性（模型数据资源共享）y高适应能力，可用于实验室，也可用于工厂车间，灵活的发挥NIR技术的优势2．优越性y建立在Nicolet成熟和先进的傅立叶红外制造工艺和严格的认证标准基础上y采用Nicolet专利的电磁式动态准直干涉仪技术y精密对针定位的光学部件封装技术，免调整的永久准直y波长准确性、重现性、系统间重现性等方面具备目前最高性能指标y Antaris是第一个采用结构化模块设计技术的近红外仪器， Antaris II还具备同时检测药片/凝胶等样品的透射光谱和漫反射光谱的能力y所有检测模块，包括光纤探头均能自动采集背景y在仪器维护方面为用户考虑得更为周全，其光源只需用户自己从外部更换，且更换后无需任何光路调整y全新工业标准的RESULT操作系统软件，其管理模式、拓展能力、操作方便性、规范性均非常规实验室软件能比y独立的光谱化学计量学软件TQAnalyst，将复杂的数据处理和分析程序化，将强大灵活的数据处理技术融于直观友好的图形化界面和随处可见的自动优化及帮助信息中y Antaris II采用的是开放式的数据格式，能够将各家公司的光谱数据直接转移到其软件中3．硬件技术①.干涉仪：y采用尼高力最先进的高光通量自动调整和高速动态准直(每秒13万次)技术的DSP 电磁式干涉仪，具有超高检测稳定性、可靠性和精度，是目前作为傅立叶近红外仪器心脏部件最先进的技术；y采用CaF2分束器，在近红外光谱图的一、二、三倍倍频和合频区域(光谱范围12000-3800cm-1或833-2631nm)具有更高的能量分布。
近红外光谱仪的操作步骤 光谱仪技术指标
近红外光谱仪的操作步骤光谱仪技术指标近红外光谱仪从分光系统可分为固定波长滤光片、光栅色散、快速傅立叶变换、声光可调滤光器和阵列检测五种类型。
滤光片型紧要作专用分析仪器，如粮食水分测定仪。
近近红外光谱仪从分光系统可分为固定波长滤光片、光栅色散、快速傅立叶变换、声光可调滤光器和阵列检测五种类型。
滤光片型紧要作专用分析仪器，如粮食水分测定仪。
近红外光谱仪的操作步骤如下：（1）将烟叶样品全部经60目旋风磨处理，待测：（2）开机（要求在18—24℃范围内启动），持续预热 1.5小时；（3）扫描背景，一般要求四次样品扫一次背景。
在环境要求变化不大时可适当放宽要求；（4）用烧杯量取待测样品约75ml（仅对粉末而言）放入样品杯，样品装填均匀，用压紧器（可做成铜块）压紧样品，要求底部没有裂缝。
（5）将样品杯放入样品室，开始扫描；（6）扫描结束后，取出样品杯，清扫样品；（7）重新装样，进行第二个样品的扫描；（8）样品全部扫描结束后，分析结果。
试样测试完成后，首先应退出FT—IR软件，关闭电脑，最后关闭主机电源。
近红外光谱仪仪器使用的注意事项：A 、保持室内环境相对湿度在50%以下。
KBr窗片和分束器很简单吸潮，为防止潮解，务必保持室内干燥。
同时操作的人员不宜太多，以防人呼出的水气和CO2影响仪器的工作。
B 、维持室内温度相对稳定。
温差变化太大，也简单造成水气在窗片上凝结。
C 、假如条件允许，建议定期对仪器用N2进行吹扫。
D 、尽量不要搬动仪器，防止精密仪器的猛烈震动。
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常见矿物近红外光谱特征
样，由于高温含水量少，在1390-1396nm处吸收峰不明显。
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• 2）Fe-OH矿物，硫酸盐矿物
• Fe-OH矿物 2210-2300nm为特征吸收
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8、蚀变矿物 填图矿床种类 可对高硫化物浅成热液矿床、低硫化 物浅成热液矿
床、斑岩型铜矿床、中温热液矿床、沉积岩型金－铜矿床、 铀矿床、火山岩型块状硫化物（VHMS）矿床及金伯利岩矿 床进行系统的蚀变矿物填图，帮助研究者快速评价矿床， 提高勘探效率。
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9、典型蚀变矿物光谱图
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7、地质中的应用 矿物识别，为勘查、地质和土壤/基岩测量进
行矿物填图，钻孔和隧道（平硐）编录，蚀变系 统填图和目标区选择，成矿作用的指示，成矿潜 力评价，矿物地球化学和结晶学，采矿中的品位 控制，下脚料中粘土含量监测，辅助遥感图片的 判别等。
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具体意义如下： 1）提供矿化环境的特征，如交代类型和交代带等。 2）鉴别原岩类型：鉴别高岭石，表明其原岩是长英质岩 石，发现蒙脱石表明原岩是镁铁质岩石 3） 指示矿化关系，富镁的绿泥石接近矿化中心，富钾的 白云母更和矿化有关 4）指示风化范围和过程，如三水铝石表示晚期的铝土质 环境 5）指示矿化作用的化学过程，（如K/Na交代）及温度 （叶腊石，黄玉，地开石等矿物是高温矿物）
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三、矿物的近红外光谱特征
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1、常见蚀变矿物及化学式
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2、常见矿物倍频及合成频率位置
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1） AL-OH矿物：2170-2210nm为特征吸收 大多数矿物都有铝离子，特别是硅酸盐矿物，含有AL-OH的代表矿物有叶蜡 石、黄玉、白云母、绢云母、伊利石、锂云母、高岭石、地开石、蒙脱石、 钠长石，硬水铝石、刚玉等，其波长在1390-1440nm处有OH＋H2O二者合成 峰，其中H2O为结构水；在1940-1950nm处有H2O吸收峰，其中H2O为吸附水。 2170－2210nm为AL-OH的吸收峰，通常由于地质作用矿物中的阳离子Al被取 代，产生贫Al现象，使AL-OH吸收峰位发生位移，一般地贫Al时峰位向高波 长位移，此位移量是红外光谱建模的一个参数。通常白云母、绢云母、伊 利石、锂云母和蒙脱石的特征峰在2200nm附近；2160-2165nm内的特征峰为 高岭石，随着结晶度的增加，肩峰向长波方向移动，原地型高岭石结晶度 好，峰形尖锐；搬运型高岭石结晶度低，峰形缓，需要指出的是，高岭石 在1410nm处有双峰，一般对称，在2160-2165nm也有双峰，但不对称，这个 特征比较容易识别高龄石。需要指出的是，迪开石也有高龄石特性，只是 在2160-2165nm一般双峰对称；叶蜡石是高温形成的，在1394nm附近有尖的
地物光谱仪在野外光谱测量中的使用解析
地物光谱仪在野外光谱测量中的使用（一）论文关键词地物光谱仪；野外测量；工作规范论文摘要在遥感技术中，为了更精确地判读多光谱图像，掌握地面上各种地物的光谱辐射特性是十分重要的。
介绍FieldSpec?悖HandHeld手持便携式光谱分析仪的测量原理方法、工作规范及注意事项，概要地说明了影响光谱测量的因素。
在遥感领域中，为了研究各种不同地物或环境在野外自然条件下的可见和近红外波段反射光谱，需要适用于野外测量的光谱仪器。
对野外地物光谱进行测量，我们使用的是美国 ASD公司FieldSpec?悖HandHeld手持便携式光谱分析仪。
其主要技术指标为：波长范围为 300~1100nm光谱采样间隔为1.6nm, 灵敏度线性：土1% FieldSpec?悖HandHeld手持便携式光谱分析仪可用于户外目标可见一近红外波段的光谱辐射测量。
该光谱仪在户外主要利用太阳辐射作为照明光源，利用响应度定标数据，可测量并获得地物目标的光谱辐亮度；利用漫反射参考板对比测量，可获得目标的反射率光谱信息；通过对经过标定的漫反射参考板的测量，可获得地面的总照度以及直射、漫射照度光谱信息；利用特定的辅助测量机械装置，可获得地面目标的BRDF（方向反射因子）光谱信息参数。
为了使地物光谱数据可靠和高的质量，使数据便于对比和应用，有必要提出地物光谱测试规范和测量要求。
1仪器的标准和标定1.1光谱分辨率实用分辨宽度对0.04~1.10卩m小于5nm 1.1~2.5卩m小于15nm。
对于FieldSpec?悖HandHeld手持便携式光谱分析仪，起始波长为325nm终止波长为1075nm波长步长为1nm则光谱分辨率取3nm1.2线性标定线性动态范围有3个量级，最大信号对应为0.8~1.0，太阳常数照明的白板（V 90%）峰值响应输出。
线性误差小于 3%（回归误差）。
1.3光谱响应度的标定反射率小于、等于15%（大于1%）的目标，信噪比应大于10。
乙醇水溶液体积分数和温度的近红外激光拉曼光谱研究
乙醇水溶液体积分数和温度的近红外激光拉曼光谱研究邹小波;沈乐丞;石吉勇【摘要】为了研究乙醇水溶液近红外激光拉曼光谱随体积分数和温度的变化,首先通过便携式近红外激光拉曼光谱仪测得0～100％乙醇水溶液在10 ～30℃的拉曼光谱,然后将温度和拉曼光谱值一起用于建立体积分数预测模型,以提高其预测精度.结果表明:带有温度值的PLS模型相关系数(Rc)为0.997 6,校正均方根误差(RMSEC)为1.94,预测模型相关系数(Rp)均达到0.995 0以上,建立的乙醇水溶液联合模型性能较稳定,能够满足不同温度下乙醇水溶液体积分数的测定,满足实际在线检测的需要.进一步研究温度与乙醇水溶液的近红外拉曼光谱的关系,在体积分数0～100％每隔10％建立一个近红外拉曼光谱的温度PLS模型,得到11个模型的相关系数,R 值在0.734 4和0.954 7之间,并且随着乙醇体积分数变大,R值越来越大.【期刊名称】《江苏大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(036)002【总页数】5页(P171-175)【关键词】乙醇水溶液;拉曼光谱;体积分数;温度;联合模型;偏最小二乘【作者】邹小波;沈乐丞;石吉勇【作者单位】江苏大学食品与生物工程学院,江苏镇江212013;江苏大学食品与生物工程学院,江苏镇江212013;江苏大学食品与生物工程学院,江苏镇江212013【正文语种】中文【中图分类】O657.37醇-水二元体系长期以来是一个热门的研究对象，学者们采用实验手段［1］和计算机模拟方法［2-3］对其进行了深入研究，获得了较多的有关动力学特性和分子结构的信息.由于水的拉曼散射很微弱，拉曼光谱是研究水溶液中的生物样品和化学化合物的理想工具［4］.张洪波等［5］用乙醇分子的2个拉曼特征峰(位于2 970 cm-1和2 873 cm-1附近)的强度比值与体积分数间的线性关系实现了对水溶液中乙醇体积分数的测定.吴斌等［6］发现乙醇水溶液位于2 800～3 050 cm-1的3个C—H伸缩振动特征峰的峰值位置相对纯乙醇对应峰位的偏移量大致与乙醇体积分数呈线性相关，据此进行一元线性回归及进一步二元线性回归得到乙醇体积分数与C—H伸缩振动频率变化量的回归模型.吴斌等［7］还用激光拉曼光谱研究液态乙醇的水合作用过程，发现位于2 800～3 050 cm-1区间的C—H伸缩振动频率随乙醇中加入水量的增加整体呈现蓝移趋势，而位于1 048 cm-1附近的C—O伸缩振动频率的变化规律却与此相反，分析认为，这种现象主要由溶液内部分子间发生的不同水合作用所致，并据此阐明了液态乙醇的水合作用过程.李响等［8］将自适应偏最小二乘的方法应用于酒精浓度检测过程中，实现了拉曼光谱的噪声和背景自动扣除，从而更好地对拉曼光谱进行预处理，所得的乙醇浓度预测模型优于其他传统方法.但以上研究都是基于激光拉曼光谱仪，该设备价格昂贵，因此都是停留在实验室阶段，无法实现在线检测.另外，众所周知，乙醇水溶液的密度、声速等物理特性会随温度发生一定的变化，但乙醇水溶液的拉曼光谱随温度变化很少有人研究.近年来由于便携式激光拉曼光谱仪具有携带方便、操作过程简单、使用条件不苛刻、价格适宜等优点而得到广泛的应用.由于近红外波段的荧光背景影响小，噪声低，窄带激光器能提供更多的物质成分信息［9］，因此近红外激发拉曼光谱技术以其独特优势成为研究化学材料［10-12］以及生物大分子结构［13-15］的有力手段而备受研究者关注.但是正因为获得的信息数据冗杂，严重影响了拉曼信号的识别和比较.因此，提取光谱有效信息，是光谱分析工作必须解决的关键问题之一.偏最小二乘法(PLS)是一种基于因子分析的多变量校正方法，是目前在定量分析中应用最多的多元分析方法［16］.通过这种方法对光谱进行筛选，可以剔除不相关或非线性变量的影响.因此文中用此方法来研究乙醇水溶液近红外激光拉曼光谱随体积分数和温度的变化，为实现乙醇水溶液体积分数的在线快速定量检测提供参考.1 试验与方法1.1 试验样品采用无水乙醇(分析纯，体积分数99.7%，国药集团化学试剂有限公司)与超纯水配置待测溶液，共配制乙醇水溶液样本11个，乙醇体积分数范围为0～100%，间隔为10%.试验温度为10～30℃，每隔1℃测一次.1.2 拉曼光谱采集采用美国EnWave Optronics的HRC-10便携式近红外拉曼分析仪.激发源:NIR，频率稳定，狭窄线宽二极管激光器，785 nm;激光功率:150～200 mW;线宽:0.5 cm-1;光纤探测器:2个单一光纤的永久结合体，100μm激发光纤，200μm收集光纤，焦距为6 mm;光谱范围:300～3 900 cm-1;积分时间为20 s，平均参数为2，窗口滤波参数为0.使用前预热15 min，使输出达到稳定.从10℃开始，依次量取2 mL左右不同体积分数乙醇水溶液于3 mL进样瓶中，先收集暗电流参考数据，再收集拉曼光谱，直至30℃.1.3 光谱数据处理及PLS建模采用MATLAB 7.14.0.739(R2012a)软件来进行数据处理及建模.PLS是处理两数据块之间关系的一种数学方法，它将因子分析和回归分析结合，是一种经典的化学计量学算法，也是使用最多和效果最好的处理方法之一.其中模型精度采用校正均方根误差(RMSEC)表示，RMSEC越小，则说明模型的拟合精度越高，模型越可靠.模型的拟合程度采用复相关系数R表示，R越接近1，则说明预测值与实测值之间的相关程度越好.模型的预测能力采用预测均方根误差(RMSEP)表示，RMSEP越小，则表明模型对外部样本的预测能力越高.2 试验结果与分析2.1 乙醇和超纯水的拉曼光谱分析图1为乙醇和超纯水的拉曼光谱，乙醇分子的不同拉曼特征峰对应着分子内不同原子基团的振动模式，从低波数到高波数，800 cm-1以前的峰均为容器峰，峰1(840.4 cm-1)为对称 C—C—O骨架伸缩，峰2(1 006.6 cm-1)为C—O伸缩，峰3(1 050.8 cm-1)为 C—C—O骨架剪式摇摆，峰4(1 237.7 cm-1)为乙醇分子CH2形变，峰5(1 411.7 cm-1)为CH3反对称形变，峰6(3 278.1 cm-1)为非对称CH2伸缩，峰7(3 355.2 cm-1)为非对称CH伸缩，乙醇的这7个典型的特征峰在文献［17］中也有描述.从图1还可以看出纯水没有明显的特征峰.图1 乙醇和超纯水的拉曼光谱2.2 乙醇水溶液的拉曼光谱分析2.2.1 不同温度乙醇水溶液体积分数模型的建立及预测分别对10，15，20，25和30 ℃(即从10 ℃ 开始每漂移5℃取一个温度值)下的10个体积分数建立乙醇与拉曼光谱之间的多元校正模型，并利用所建立的模型进行相互预测，以判定所建模型的优劣，得到结果如表1 所示.其中模型 1，2，3，4，5分别代表10，15，20，25和30℃的体积分数校正模型.由表 1 可知，模型1，2，3，4，5 的校正相关系数(R c)分别为 0.997 3，0.997 9，0.993 4，0.992 5和 0.988 3，RMSEC 分别为 2.21，1.82，3.48，3.67和4.41，较高的R c和较低的RMSEC对于一个可靠的模型是十分必要的，但一个模型的优劣不仅取决于此，还要求有较高的预测相关系数(R p)和较低的RMSEP，在实际应用中后者往往尤为重要.由表1可知，对于与建模样品温度相同的模型，R p较高，RMSEP也较低，但对于与建模样品温度不同的预测集样品，R p最低值为0.995 3，RMSEP最高达到3.74.由此可以看出单个温度的体积分数模型对不同温度的样品体积分数的预测效果不是很理想，也就是说温度漂移对体积分数模型预测精度影响很大.结果说明5个模型的适用范围都较窄，不能很好地满足预测乙醇水溶液体积分数的要求.表1 不同温度下体积分数模型的建立及预测性能模型训练集预测集10℃ 15℃ 20℃ 25℃ 30℃R c RMSEC R p RMSEP R p RMSEP R p RMSEP R p RMSEP R p RMSEP 1 0.997 3 2.21 0.999 9 0.44 0.997 2 3.54 0.996 7 3.66 0.998 9 2.750.996 7 3.74 2 0.997 9 1.82 0.995 3 2.78 0.999 7 0.64 0.997 8 2.30 0.9 9712.23 0.996 9 2.36 3 0.993 43.48 0.997 2 2.56 0.998 7 1.55 1.000 0 0.000.9985 2.06 0.997 9 2.54 4 0.992 5 3.67 0.999 1 1.50 0.999 0 1.37 0.998 12.10 0.999 3 1.08 0.997 7 2.03 5 0.988 3 4.41 0.997 7 2.06 0.999 5 1.300.998 6 2.73 0.998 9 1.51 0.998 9 1.342.2.2 乙醇水溶液联合模型的建立及预测为了解决上述问题，使所建体积分数预测模型准确可靠，覆盖范围宽，适用性广，试验进一步对上述5个温度处10个体积分数联合建立乙醇与拉曼光谱之间的多元校正模型.得到校正模型的R c为0.997 6，RMSEC为1.94，此模型相关系数较高，模型拟合度较高，用不同温度的体积分数模型来检测此模型的预测能力，得到结果如表2所示，预测模型R p均达到0.995 0以上，RMSEP均小于2.92.结果表明:建立的乙醇水溶液体积分数混合模型性能较稳定，能够满足不同温度下乙醇水溶液体积分数的测定，具有较高的适用范围，满足实际检测的需要，为开发快速、灵敏、实时在线检测乙醇体积分数的装备奠定基础.表2 联合模型的预测结果温度/℃ R p RMSEP 温度/℃ R p RMSEP 温度/℃ R p RMSEP 10 0.999 1 1.55 17 0.998 6 1.63 24 0.998 5 2.29 11 0.999 0 1.30 180.998 5 2.12 25 0.999 4 1.00 12 0.998 2 1.78 19 0.999 3 1.35 26 0.998 3 2.23 13 0.999 2 1.20 20 0.998 7 1.85 27 0.999 3 1.40 14 0.999 6 0.88 21 0.997 9 2.29 28 0.998 4 1.69 15 0.999 5 0.97 22 0.998 7 1.74 29 0.999 6 1.02 160.995 2 2.92 23 0.998 7 1.57 30 0.998 7 1.682.3 乙醇水溶液拉曼光谱的温度分析图2显示了纯乙醇在10～30℃时的拉曼光谱，将最后2个峰放大示于图右上角.从图2可以看出，纯乙醇在不同温度下的21条光谱几乎重叠成一条光谱，变化规律不明显，用肉眼很难看到温度变化的影响，本研究决定用PLS方法来建立温度模型.对11个乙醇体积分数处的21个温度分别建立乙醇温度与拉曼光谱之间的多元校正模型，结果如表3所示.每个体积分数下温度模型的相关系数R均在0.734 4和0.954 7之间，说明温度对拉曼光谱强度具有影响.这是因为随着乙醇水溶液温度逐渐上升，乙醇分子的振动-转动作用变强，也即拉曼效应变强，导致拉曼光谱强度变大.从表3还可知随着乙醇体积分数变大，其相应的温度模型相关系数R 也越来越大.说明乙醇体积分数越大，温度变化对拉曼光谱强度的影响越大.这是由于体积分数增大，单位体积溶液中的乙醇分子增多，此时拉曼光谱强度会由于温度变化而变化得更明显.图2 10～30℃下的纯乙醇拉曼光谱表3 体积分数0～100%的温度模型结果体积分数/% R RMSE 体积分数/% R RMSE 0 0.734 4 4.41 60 0.855 7 3.21 10 0.749 8 4.14 70 0.891 8 3.07 20 0.757 0 4.04 80 0.927 4 3.2030 0.803 5 3.84 90 0.943 3 2.11 40 0.836 4 3.33 100 0.954 7 2.02 50 0.847 5 3.253 结论文中建立的乙醇水溶液联合模型性能较稳定，能够满足不同温度下乙醇水溶液体积分数的测定，满足实际在线检测的需要.进一步研究温度与乙醇水溶液的近红外拉曼光谱的关系，建立的11个温度PLS模型的相关系数R值在0.734 4和0.954 7之间，并且随着乙醇体积分数变大，R值越来越大.说明温度对不同体积分数下的拉曼光谱具有影响，并且温度随乙醇体积分数的增大对拉曼光谱的影响加大.参考文献(References)【相关文献】［1］ Sikorska A，Ponikwicki N，Koniecko A，et parative studies of the mixing effect on the thermal effusivity，compressibility，and molar volume for aqueous solutions of alcohols［J］.Int J Thermophys，2010，31(1):131-142.［2］ AlaviS，Takeya S，Ohmura R，et al.Hydrogen-bonding alcohol-water interactionsin binary ethanol，1-propanol，and 2-propanol+methane structure II clathrate hydrates ［J］.The Journal of Chemical Physics，2010，133(7):1-6.［3］ Mandal A，Prakash M，Kumar R M，et al.Ab initio and DFT studies on methanol water clusters［J］.JPhys Chem A，2010，114(6):2250-2258.［4］贾丽华，王一丁，曲冠男，等.激光诱导等离子体对水团簇受激拉曼散射的影响［J］.红外与毫米波学报，2012，31(4):375-378.Jia Lihua，Wang 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flowering tea using near-infrared spectroscopy combined with ant colony optimization［J］.Journal of Jiangsu University:Natural Science Edition，2014，35(2):165-170.(in Chinese)［17］邹晗，郑晓燕，潘玉莲.乙醇和甲醇混合溶液的拉曼光谱法研究［J］.大学物理实验，2005，18(4):1-6.Zou Han，Zheng Xiaoyan，Pan Yulian.A research on Raman spectroscopy ofmixed liquor of ethanol and methanol［J］.Physical Experiment of College，2005，18(4):1-6.(in Chinese)。
DA7200连续光谱近红外分析仪
DA7200连续光谱近红外分析仪瑞典波通仪器公司DA7200 主要组成移动存储器, 网卡, 通讯接口汞灯光导纤维分光系统基线校准板电脑硬盘 MIB board电机, 光源, 参考系统旋转托盘电源系统概述– TFT彩色触摸显示屏–方便的Simplicity XP应用软件，用于分析、数据收集和检测。
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样品量为1~400克–附带USB 和网卡彩色触摸式，虚拟键盘操作，可外接鼠标和键盘。
可外接键盘和鼠标虚拟键盘紧密模块化铟镓砷二极管阵列检测系统通过数据并行处理，实时得到连续光谱图液体的检测液体的检测自动进样自动出样，无须洗涤测定样品时间40-60秒，包括换样时间仪器分光系统DA7200光学系统特点? 波长的稳定性? 线性光源汞灯内置于检测器随时校准波长准确性 ? 自动基线校准，发现漂移自动调整? 双光束自动补偿系统? 卤钨灯与汞灯同时工作，反射信号一齐进入检测系统以消除背景，实现双光束补偿 ? 可消除室内光线的影响测量原理DA 7200测试时，样品直接由高强度、宽波带的白光进行照射。
从样品漫反射出的测量光透过光学窗口并入射到光纤传感器上。
反射光与内部汞灯光源的参考信号同时通过光纤到达静态衍射光栅，通过光栅分光后传递到二极管阵列检测器上。
获得的所有光谱信号照射到按照固定波长排列的一系列光电二极管传感单元上。
每一个二极管传感单元对应特定波长上的信号，从而实现连续光谱信号的同步收集。
测量原理1/3－参考光路测量原理2/3－检测器汞灯光源光导纤维，固定全息光栅和二极管检测器测量原理3/3－光导纤维光纤孔及光学窗口二极管阵列检测器－瞬时多波长检测－自动波长准确性检查并自动校准不同样品盘切换旋转托盘只有旋转才能更好地消除样品的不均匀性，检测更有代表性通讯端口10/100兆网卡, USB 1.1接口显示接口附带USB128兆优盘和10/100兆网卡。
红外光谱分析仪基础知识
用于研究生物分子结构和功能，辅助药物研发和 疾病诊断。
3
农业领域
检测农产品中的营养成分和农药残留，保障食品 安全。
行业标准与规范建立
制定统一的仪器性能评价标准
01
规范不同厂商生产的红外光谱分析仪的性能指标。
建立数据共享与互操作标准
02
促进不同仪器之间的数据交换与共享，提高分析结果的可靠性。
样品不纯
采用纯度较高的样品进行 测试，或采用内标法进行 校正。
光谱干扰
检查光谱图是否存在其他 物质的干扰，如水蒸气、 二氧化碳等。
仪器误差
定期对仪器进行校准，确 保仪器性能稳定。
样品制备技巧与注意事项
样品量控制
根据测试需求选择合适的样品量，避免过多或过少。
样品处理
对于不透明的样品，需要进行适当处理以获得准确的 光谱图。
制定安全操作与维护规范
03
确保仪器使用过程中的安全，延长仪器使用寿命。
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应用领域与优势
应用领域
化学、医药、食品、环保、农业、能源等领域。
优势
能够快速准确地分析物质成分和结构，提供丰富的分子结构和化学信息，有助 于科研和生产过程中的质量控制、产品开发以及环境监测等。
02 红外光谱分析仪的基本组 成
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
光源系统
总结词
光源系统是红外光谱分析仪的核心部分，负责产生入射到样品的光线。
工作原理
当红外光与物质相互作用时，物质分 子吸收特定波长的红外光，产生分子 振动和转动能级跃迁，通过测量吸收 光谱，可以分析物质成分和结构。
分类与特点
分类
根据应用领域和测量精度，红外 光谱分析仪可分为傅里叶变换红 外光谱仪、色散型红外光谱仪、 光声光谱仪等。
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凹 面 镜
光 源
透 镜
切 光 器
光 栅 及 反 射 镜
积 分 球
光
路
框
图
传 感 器
前 放
可 编 程 放 大
锁 相 放 大 器
A/D 模 块
电 机 驱 动 模 块
单
片
机
通讯模块
电路框图
采用的具体技术 1、以AD630为核心设计锁相 放大器
通过切光和窄带放大的技术实现了信号的 检测，但由于是 相对测量，对信噪比要求 极高，需要进一步提高，故只能采用锁相 放大。将通过切光器产生所需的参考信号， 利用比较器和延时器或触发器进行整形并 移相。
1、无移动部件型(CCD) 2、步进电机驱动型(制冷PbS、
InGeAs 、Ge、InAs、InSb等为传感
器)
单光路的非扫描型仪器图
单光路光栅扫描型便携式近红外光谱仪
A/D 放 大 系 统
取样 系 统 切 光 器 光 光 源 学 系 统
模 块
扫 描 驱 动 系 统
单 片 机
主
机
系统 总 体 框 图
光栅扫描型光谱仪分为： 单光路和多光路
1、多光路的仪器信号强，易于提
高信噪比，重复性易于得到保证， 但光学元件过多，光程长，体积难 以做小； 2、单光路仪器可以做小，且通过电 路的加强和光路的改进，可以使信 噪比达到要求，由于测量时间短， 重复性能得到保证；
解决方案
1、利用直流电机对光源的光进行切光， 使其变为 频域的光，从而避开自然光的 干扰。并可避免信号处理上的一大难 题——对微弱直流信号放大; 2、由于体积限制不能使用长焦距光学 元件，限制了光能的利用率。通过实验 把原来的一个透镜改为两个面积较大的 透镜，从而使光的利用率提高了2倍;
AOFT声光调制 近红外型
流行软件算法
1、多元线性回归（MLR）
2、逐步回归（SMR）
3、主成分分析（PCA）
4、主成分回归（PCR）
5、偏最小二乘法（PLS）
6、人工神经网络（ANN）
7、拓扑（Toplogical）
我们开发的仪器
便携式近红外光谱分析仪
测量类型：漫反射技术
仪器类型： 单光路光栅扫描型
同一官能团在不同物质里吸收位置不同（地开石，明矾石，叶 蜡石， 高岭石）
红外分析方式
近红外可分析的样品状态
块状、气体、粉末、液体， 且无需预处理，不损坏样品
应用范围
石油成分鉴定 纺织工业中区 分纤维类型 食品工业中糖份 脂肪成分检测
用于粮食、饲料、肉类、奶制品、水果、蔬菜的 成分测定和纺织工业及制药业中，且不破坏样品
红外分析特点：
1.适合分析含C-H，O-H，N-H等基团化合物; 2.不同的基团和同一基团在不同化学环境中的 吸收波长有明显差别； 3.可使用较长的光程（约780nm-2526nm）； 4.吸收系数小 ,样品不经稀释就可直接测量；
5. 痕量污染对测量的干扰不大；
6.近红外各谱带宽和交叠多; 7.无近红外光谱吸收的物质也能够通过它对共 存的本体物质影响引起的光谱变化，间接地 反映它存在的信息； 8可测量形式如漫反射、透射和反射各种各样 的物态样品的光谱 。
近红外分析技术三要素
1.光谱仪; 2.定量定性软件;
3.应用模型三部分;
红外光谱仪类型
滤光片型，精度低，成本低
傅立叶变换型
DA7000型和美国NEOTEC生产的6250 型。瑞典FOSS TECATOR公司的 Infratec 5000型、6500型等 ，精度高、 成本贵，体积大
光栅扫描型
体积小，价格适中，精度能 满足要求
•5、在可承受的噪声条件下，尽量提高放
大倍数，从而可减小光源的功率，降低整
机功率；
•6、为了增强抗干扰能力，加了对电机的
检测 部件，在通讯模块中，也充分利用
MAX221的特点加了冗余措施；
•7、考虑到是野外仪器，故功耗和电源管
理是一大难点，后面将会讲到为了节省电
源而作的设计。
单光路光栅扫描型的分类：
1、避开杂散光的干扰； 2、系统的信噪比要高； 3、必须使用短焦距的光学器件以 减小体积； 4、系统必须有较强的抗干扰能力； 5、由于是野外仪器，故功耗要低。
采用光栅扫描型的原因
1、傅立叶干涉型的光谱仪精 度高，重复性好，但其造价高， 且其核心器件傅立叶干涉仪大 且重，无法做成便携式；
2、滤光片型不能进行全谱测 量，精度不够
•3、通过对比试验测的光纤取样法由于缺 少耦合探头使得反射光损失太大，从而采 用积分球作为探头，并确定了用法，使得 光信号得到了最大利用，提高了信噪比， 同时可降低光源的功率。
4、通过改变传感器偏压和偏置电阻降低
了前端的电路噪声，通过调节切光频率， 改善了传感器信能且避开了工频干扰。并 通过合理的设计前放和窄带率波电路进一 步提高了信噪比，使得信噪比勉强满足要 求。
野外现场矿物近红外光谱 分析仪的基本原理 吉林大学
2002/10
目 录
1、基本知识介绍 2、红外原理
3、近红外技术的应用 4、红外仪器的分类 5、我们的仪器设计方案
1 基本知识 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 102
宇 宙 线 X 射 线
104 微 波
106 108 短 波
光 波
漫反射理
漫反射原理图
便携式光谱分析仪器的特点
1.体积小； 2.重量轻； 3.功耗小； 4.抗干扰性好。
存在的问题
自然界中的一切物体，只要温度高于绝对温度(-273℃)就存在分 子和原子无规则的运动，其表面就不断地辐射红外线。所以近 红外光谱仪器面临很大的环境噪声的干扰。鉴于它有以上的特 点，所以在开发中有以下问题要重点解决。
软 射 线
10-3
真 空 紫 外 线
紫 外 线
可 见 光
近 红 外 线
中 红 外 线
X
10-1
1
10
102
红外分析原理
有机物以及部分无机物分子中化学键结合的各种基团（C=C， N=C，O=C，O=H，N=H）的运动（伸缩、振动、弯曲等） 都有它固定的振动频率。当分子受到红外线照射时，被激发 产生共振，同时光的能量一部分被吸收，测量其吸收光，可 得到极为复杂的图谱，这种图谱表示被测物质的特征[4]。不 同物质在近红外区域有丰富的吸收光谱，每种成分都有特定 的吸收特征，这就为近红外光谱定量分析提供了基础。
利用积分球使光变得均匀，提高利用率
省电措施
1、通过光路的该进和放大倍数的提高， 降低了光源的功率； 2、对光源进行实时控制，不用的时候 马上关闭电源； 3、通讯模块中，特地选用了MAX公司 的片子MAX221,此芯片内带电源管理功 能，不通讯时就可立刻停止供电； 4、在电机监测部件中，利用单片机的 I/O口进行检测，只有当电机转动时才启 动检测部分，否则关闭电机监测部件。