在20世界初,我們首次通過攝譜獲得了有機(jī)物的近紅外光譜儀,并表達(dá)了相關(guān)光譜儀的特點(diǎn)。NIR它可以作為一種分析技術(shù)來應(yīng)用。在50年代中后期,伴隨著簡單的類型NIR近紅外光譜儀在測量農(nóng)副食品質(zhì)量方面的應(yīng)用得到了廣泛的應(yīng)用。但由于試驗(yàn)環(huán)境、基材、儀器可靠性等問題,精確測量結(jié)果測量結(jié)果通常會(huì)造成很大的偏差。此外,中紅外光譜技術(shù)的發(fā)展在化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)鑒定中起著關(guān)鍵作用,NIR除了農(nóng)副食品行業(yè),技術(shù)發(fā)展幾乎是沉默的。20世紀(jì)80年代,隨著有機(jī)化學(xué)計(jì)量和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,近紅外光譜儀技術(shù)發(fā)展迅速,成為一種獨(dú)立的分析技術(shù),特別是在快速、無損檢測技術(shù)的科學(xué)研究和應(yīng)用中,近紅外定量分析技術(shù)進(jìn)入了春季。
中國近紅外技術(shù)發(fā)展較晚。90年代中后期,中國許多科研單位逐漸積極開發(fā)適合中國的成套設(shè)備分析技術(shù)。他們?yōu)檫@項(xiàng)技術(shù)的推廣做了很多工作,并在中國開放了它NIR科學(xué)研究和應(yīng)用的新形勢(shì)。2006年在北京舉行的全國首屆近紅外光譜儀學(xué)術(shù)協(xié)會(huì)是我國近紅外光譜儀技術(shù)發(fā)展全過程中的關(guān)鍵里程碑。2009年,近紅外光譜儀技術(shù)專業(yè)聯(lián)合會(huì)在中國成立,這也是中國近紅外光譜儀技術(shù)發(fā)展歷史上的另一個(gè)重大事件。然后,在中國NIR技術(shù)的研究、分析和發(fā)展呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的趨勢(shì)。
2 近紅外光譜儀的發(fā)展歷史時(shí)間? ? ? ? ? ? ? ?新世紀(jì)70年代 NIR隨著農(nóng)牧業(yè)產(chǎn)品定位的增加, ** yey-John企業(yè)發(fā)布了第一臺(tái)專門用于漫反射光分析的技術(shù)儀器。目前,世界上有30多家制造商生產(chǎn)不同主要用途的近紅外光譜儀。
? ? ? ? ? ? ? ?中國近紅外光譜儀的科學(xué)研究發(fā)展相對(duì)較晚。與應(yīng)用研究相比,儀器的開發(fā)與全球優(yōu)秀水平差異較大,完善儀器較少。雖然已經(jīng)有幾種技術(shù)攜帶式近紅外光譜儀,但該儀器的類型相對(duì)單一。隨著我國近紅外技術(shù)的發(fā)展,近紅外分析儀器已成為重要儀器科學(xué)研究的重點(diǎn)。例如,中國農(nóng)業(yè)大學(xué)開發(fā)設(shè)計(jì)的近紅外谷物質(zhì)量分析儀器。吉達(dá)和東南大學(xué)生產(chǎn)了近紅外農(nóng)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量分析儀器,還發(fā)布了光柵掃描攜帶式近紅外分析儀器。石化設(shè)備科學(xué)院和北京英賢儀器聯(lián)合推出了陣列探測器近紅外分析儀器。
? ? ? ? ? ? ? ?此外,安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)發(fā)布的茶葉質(zhì)量分析儀器、上海交通大學(xué)分析儀器、上海交通大學(xué)汽車塑料識(shí)別技術(shù)、石化設(shè)備科學(xué)院:聚丙烯稀有多種主要參數(shù)專用分析儀器。
3 海外儀器發(fā)展概述? ? ? ? ? ? ? ?新世紀(jì)50年代 ,Kaye產(chǎn)品開發(fā)了世界上第一臺(tái)電子散射近紅外光譜儀,其他一些儀器制造商也跟隨產(chǎn)品開發(fā)近紅外光譜儀,但從商業(yè)成本考慮,最初的近紅外光譜儀都選擇紫外線,可見光譜儀和近紅外探測器組件擴(kuò)展[11]。由于儀器噪音大,數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)不完善,難以實(shí)現(xiàn)分析,也難以進(jìn)行有價(jià)值的營銷推廣。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,1970年,伊利諾斯州財(cái)政部在美國招標(biāo)會(huì)議上測試了大豆的水、蛋白質(zhì)和脂肪率。1971年,招標(biāo)人 ** ey-John企業(yè)在歷史上制造了第一臺(tái)商業(yè)近紅外光譜儀。不久之后,另一個(gè)招標(biāo)人Neotec企業(yè)還生產(chǎn)和解決含有三個(gè)濾色片的近紅外光譜儀。
? ? ? ? ? ? ? ?在20世紀(jì)70年代末,由于微控制器逐漸應(yīng)用于近紅外儀器,這也大大提高了近紅外儀器的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)信息結(jié)果的準(zhǔn)確性。功能也越來越強(qiáng)大。該儀器配備了自診斷儀和誤差自動(dòng)矯正系統(tǒng)軟件。微控制器可用于數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)和打印,非常方便。這意味著型號(hào)和規(guī)格是 ** ey-John企業(yè)的GACIII型、Neotec公司的Neotec101型、Technicon企業(yè)的Infra Analyzer400型[12]。隨著近紅外定量分析技術(shù)的討論和應(yīng)用,許多制造商競相投資大量的財(cái)力和物力資源,然后高像素傅里葉變換近紅外光譜儀,光柵尺寸近紅外光譜儀的特點(diǎn)也大大提高。近紅外光譜儀也越來越完善和完善。近紅外技術(shù)也有了很大的改進(jìn)[13]。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?到20世界90年代,隨著多路探測器特性的提高,也出現(xiàn)了多路近紅外光譜儀,然后出現(xiàn)了光控可調(diào)過濾近紅外光譜儀[14]。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,金屬攝像頭在近紅外技術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用,使光譜儀收集更加方便。自21世紀(jì)以來,在線近紅外技術(shù)也得到了很大的發(fā)展和應(yīng)用。目前,近紅外光譜儀已經(jīng)具有良好的光波長精度、頻率穩(wěn)定性、屏幕分辨率等。不同的儀器配件可以很容易地測試不同自然環(huán)境下的不同情況。隨著有機(jī)化學(xué)測量技術(shù)的發(fā)展和光譜儀圖像處理軟件的開發(fā)和設(shè)計(jì),促進(jìn)客戶進(jìn)行判斷和定性分析[11]。一些制造商使用三維角鏡技術(shù),以確保環(huán)路的永久性、自準(zhǔn)確性和直接性,從而提高儀器的長期性和穩(wěn)定性。BRUKER OPTICS企業(yè)的TANGO微型傅里葉變換近紅外光譜儀也是世界上第一臺(tái)微型傅里葉變換近紅外光譜儀。儀器嵌入IVU校正模塊可自行校正儀器特性;儀器可用于各種試驗(yàn)形狀(固體、液體和稠液體);高像素、高靈敏度;在線監(jiān)控、方便帶等優(yōu)點(diǎn)。這意味著Avantes企業(yè)的AvaspecNIR256/512-1.7-EVO非冷卻近紅外光纖光譜儀;Brimrose公司的Luminar3076近紅外自動(dòng)取種機(jī);德國波通收集光譜儀的速度可達(dá)100次/秒DA7250近紅外分析儀[15].3kg的Thermo Fisher便攜式micro PHAZIRTMRX近紅外光譜儀等。
4 中國儀器發(fā)展概述? ? ? ? ? ? ? ?20世紀(jì)80年代初,中國逐漸對(duì)近紅外技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了科學(xué)研究。然而,由于發(fā)展相對(duì)較晚,在90年代中后期,在一些科研機(jī)構(gòu)和制造商的不懈努力下,近紅外儀器的討論和開發(fā)軟件取得了巨大的發(fā)展。石化設(shè)備科學(xué)院與北京第二電子光學(xué)儀器廠合作開發(fā)的傅里葉變換近紅外汽油辛烷值分析儀;開發(fā)的傅里葉近紅外光譜儀;石化設(shè)備科學(xué)院開發(fā)的多路近紅外光譜儀和原油生產(chǎn)制造的在線分析光柵掃描近紅外光譜儀;中國農(nóng)業(yè)大學(xué)開發(fā)的濾色片漫電子散射近紅外谷質(zhì)量分析儀。
? ? ? ? ? ? ? ?21世紀(jì)以來,儀器長期發(fā)展,儀器可用于化肥、畜牧業(yè)、水果、醫(yī)藥、石化設(shè)備等行業(yè),儀器精度好、可靠性高、透射率高,儀器可與激光、噴墨打印機(jī)、點(diǎn)陣等導(dǎo)出打印設(shè)備連接。這意味著該模型和規(guī)格包括天津電子光學(xué)儀器廠TJ270-60型近紅外原子吸收光譜;聚光技術(shù)SupNIR-3000系列產(chǎn)品;光柵單色儀/光譜儀,北京譜王系列產(chǎn)品;波爾儀表盤(天津)B311近紅外光譜儀等。
? ? ? ? ? ? ? ?近紅外光譜儀器主要由燈源、分光部分、試驗(yàn)部分、探測器部分、數(shù)據(jù)處理方法部分、記錄表示部分組成。分光系統(tǒng)軟件分為五類:固定不動(dòng)光波長濾色片型、散射型、傅里葉變換型、光控可調(diào)濾光型和固定不動(dòng)環(huán)路多路檢測型。
? ? ? ? ? ? ? ?從主要用途可分為專用和通用兩種。通用儀器適用于實(shí)驗(yàn)室和知名企業(yè),對(duì)客戶的研究水平要求較高。專用是一種專用的近紅外儀器,主要用于一個(gè)層次的開發(fā)和設(shè)計(jì),如專業(yè)的酒精測試。原則上可分為電子散射測量型(全透明試驗(yàn)分析)、漫電子散射測量型(部分電子散射、部分反射表面、部分消化吸收化學(xué)物質(zhì)試驗(yàn))和反射表面測量型(光照試驗(yàn)表面,由于試驗(yàn)表面結(jié)構(gòu)的差異)。