解析NIR近紅外光譜儀的在線光譜技術

光譜技術正在經(jīng)歷一場革命，從實驗室走向現(xiàn)場（生產(chǎn)線，實驗場和自然環(huán)境）。以往絕大部分光譜儀器都局限于實驗室內(nèi)，將采來的樣品經(jīng)過切割、粉碎、壓片、研磨、溶解、稀釋、萃取或化學反應等處理手段后放在儀器的固定樣品室內(nèi)進行測量分析。由于這些光譜儀器龐大笨重，很難到現(xiàn)場去工作。但是每個工業(yè)部門都面臨不斷改進質(zhì)量的要求，這主要表現(xiàn)在以離線計量為基礎的傳統(tǒng)質(zhì)量保證體系正在向以在線或現(xiàn)場傳感器為基礎的過程控制新質(zhì)量保證體系轉移。在流程工業(yè)的過程控制中，目前能在線測量與控制的變量于溫度、壓力和流量等，而對過程中化學成分和許多物性變量仍不能進行有效的連續(xù)測量，而這些特殊變量卻是表征生產(chǎn)狀況的重要甚至是決定性的指標參數(shù)，因而嚴重影響了工業(yè)產(chǎn)品成品的產(chǎn)率和質(zhì)量的及時監(jiān)測；在環(huán)境監(jiān)測中，反映環(huán)境變化的關鍵性變量的連續(xù)測量也是很困難的。

因此，在線光譜技術應運而生，它正是在線或現(xiàn)場狀況下基于分子水平基礎上的微觀物理量和微觀化學量的光譜傳感技術，可廣泛應用于化工、制藥、輕工和半導體等工業(yè)部門的過程監(jiān)測，化學分析，色度和照度控制，環(huán)境保護，生物和醫(yī)學研究，農(nóng)業(yè)和林業(yè)，海洋和礦業(yè)，防偽和安全保證系統(tǒng)以及軍事部門等等。

在線光譜技術是一項新興的技術。因為它的應用對象和條件與傳統(tǒng)光譜技術不同，也就決定了它具有自己的技術特征：針對性、協(xié)調(diào)性和綜合性。針對不同的分析對象、條件和要求就需要選擇諸如吸收、反射、熒光、拉曼等光譜方法中適用的光譜手段、相應的采樣方式和技術指標適中的元件設備。在線光譜測量必須與生產(chǎn)流程相協(xié)調(diào)，不干擾生產(chǎn)流程正常進行，實現(xiàn)生產(chǎn)、測量、控制與優(yōu)化相融合，形成一個有機的整體，即智能型生產(chǎn)，對于實驗場和自然環(huán)境也有類似的非破壞性測量的要求。由于現(xiàn)場條件的多樣性，測量對象的復雜性，過程的進行性，這就需要綜合運用多項高新技術靈活解決各種實際問題。

傳統(tǒng)光譜技術是以光譜儀為中心考慮問題、解決問題的技術。在線光譜技術則*相反，是*以被測樣品為中心考慮問題、解決問題的技術。由此，帶來了在線光譜儀器設備設計開發(fā)的革命性變化：

1．采用柔性光纖采光技術，以適應被測樣品的復雜形狀和位置；

2．采用小型化全固定件光學設計，以適應高震動、狹窄空間等復雜的工況環(huán)境檢測的需要；

3．采用低能耗便攜技術，以適應戶外（野外）環(huán)境檢測的需要；

4．采用遙控光電傳感技術，以適應腐蝕、污染、有毒等惡劣環(huán)境檢測的需要；

5．采用新型的傳感器——多道電荷耦合光電器件，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的高速化。

因此，在線光譜技術是一項綜合性高技術。

在線光譜技術包括：系列在線光譜儀設計與制造技術，采樣與樣品預處理技術，光譜分析軟件和模型數(shù)據(jù)庫技術以及現(xiàn)場總線技術。