近紅外光譜儀儀儀 （NIR） 分析技術(shù)是近年來迅猛發(fā)展起來的一種快速檢測(cè)技術(shù)，具有無需處理，檢測(cè)速度快，無污染、無破壞、多成分同時(shí)分析、結(jié)果重演性高、適于實(shí)時(shí)分析等優(yōu)點(diǎn)。
隨著現(xiàn)代電子、光譜分析、計(jì)算機(jī)和化學(xué)計(jì)量等技術(shù)的發(fā)展，使得 NIR 分析技術(shù)日趨完善，促進(jìn)該技術(shù)在糧 ** 業(yè)、飼料行業(yè)、養(yǎng)殖行業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用。
近紅外光譜儀儀儀分析技術(shù)的特點(diǎn)：
近紅外光譜儀儀儀屬于紅外光譜儀儀儀，電磁波美國(guó)材料檢測(cè)協(xié)會(huì)（ASTM） 定義其波長(zhǎng)范圍為780~2 526 nm，又習(xí)慣性將近紅外區(qū)劃分為近紅外短波（780~1100nm）和近紅外長(zhǎng)波（1100~2526nm）、其波數(shù)范圍為 12 820~3 959 cm-1。
紅外光譜儀儀儀還包括中紅外和遠(yuǎn)紅外，均介于可見光和微波之間，肉眼無法觀察到它們的存在。不同的紅外光譜儀儀儀具有不同的特性：近紅外光線具有較強(qiáng)的穿透能力，而遠(yuǎn)紅外則有良好的加熱特性。
在近紅外光譜儀儀儀區(qū)產(chǎn)生吸收的官能團(tuán)主要是含氫基團(tuán)，包括：C- H（甲基、亞甲基、芳基、羧基等）、氨基N-H、羥基O-H、硫基S-H等。近紅外光譜儀儀儀主要是有機(jī)分子的倍頻與合頻吸收光譜。
如樣品不需進(jìn)行任何預(yù)處理，即可做多組檢測(cè)；除液體、氣體、固體樣品外，還可檢測(cè)粉末狀、肉類、乳類等形式的樣品。
由于近紅外譜區(qū)的信息量十分豐富，作為一種高效、快速、成本低、無污染、不破壞樣品化學(xué)性質(zhì)、綠色環(huán)保的分析方法，它可用于實(shí)驗(yàn)室分析、現(xiàn)場(chǎng)分析等。
近紅外光譜儀儀儀分析技術(shù)的預(yù)處理：
1、剔除異常樣品；
2、消除光譜無關(guān)信息和噪音，如電噪音、樣品背景和雜散光引起光譜的差異等因素對(duì)校正結(jié)果產(chǎn)生的影響；
3、優(yōu)化光譜范圍，凈化譜圖信息。目前常用的光譜預(yù)處理方法有：數(shù)據(jù)增強(qiáng)變換、平滑、導(dǎo)數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)變量變換、多元散射校正、傅立葉變換等。近年來，小波變換、正交信號(hào)校正和凈分析信號(hào)等一些新方 ** 在得到發(fā)展和應(yīng)用。
剔除異常樣品
常用“一審”剔除法，根據(jù)某一準(zhǔn)則，一旦鑒定出某些樣品為異常樣品后，就永久剔出該樣品，易把非異常樣品錯(cuò)誤地當(dāng)作異常樣品剔除了。
消除光譜噪聲及其他干擾影響
基線校正：其目的是扣除儀器背景或漂移對(duì)信號(hào)的影響。
光散射校正：測(cè)量漫反射時(shí)，由于樣品粒徑大小分布不均勻，即使相同的樣品，多次測(cè)量的光譜也會(huì)出現(xiàn)差異，即光散射現(xiàn)象。
消噪處理：在近紅外光譜儀儀儀分析中，平滑處理是最常用的消除光譜噪聲的方法。平滑處理的數(shù)學(xué)方法很多，如傅立葉變換（FFT）、奇異值分解（SVD）、卷積平滑方法、卡爾曼濾波及一些其他方法。在近紅外光譜儀儀儀分析領(lǐng)域中，小波變換主要用于去噪、數(shù)據(jù)壓縮、模型傳遞以及背景的扣除。
挑選波長(zhǎng)變量與譜區(qū)范圍
在進(jìn)行光譜定性和定量分析時(shí)，為了使選擇的波長(zhǎng)更適合于所測(cè)樣品品質(zhì)，包含待測(cè)樣品品質(zhì)更多的信息，有必要在測(cè)定譜區(qū)對(duì)代表樣品所測(cè)品質(zhì)信息的波長(zhǎng)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化選擇。
目前，在多元校正分析中，波長(zhǎng)的選擇方法主要有相關(guān)系數(shù)法、方差分析法、逐步回歸法、無信息變量的消除法、間隔偏最小二乘法、遺傳算法等，其中 GA 是應(yīng)用較廣泛的一種波長(zhǎng)選取方法。
近紅外光譜儀儀儀分析技術(shù)的應(yīng)用：
近紅外光譜儀儀儀定性分析
1、 定性分析的方法：
聚類分析，對(duì)樣品集進(jìn)行分類劃分，以提高定量校正模型的預(yù)測(cè)精度；
判別分析，用于確定某待分析樣品在已知類別中的歸屬。定性分析方法主要有峰位鑒別法和模式識(shí)別法。
2、定性分析的應(yīng)用：
近紅外光譜儀儀儀定性分析主要用于物質(zhì)的定性判別，即通過比較未知樣品與已知參考樣品集的光譜來確定未知物歸屬。
定性分析方法采用以下步驟：首先選擇有代表性的樣品，測(cè)量參考樣品光譜集，采用標(biāo)準(zhǔn)或認(rèn)可的參考方法確定樣品歸屬，然后對(duì)光譜校正及預(yù)處理，提取特征光譜，按著建立和評(píng)價(jià)定性判別分析模型，最后分析未知樣品并對(duì)模型進(jìn)行維護(hù)。
近紅外光譜儀儀儀定量分析
1、定量分析方法：
主成分回歸，偏最小二乘法，逐步回歸分析，多元線性回歸，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等。
2、定量分析的應(yīng)用：
定量分析和定性分析類似，需要首先知道參考樣品的組成或性質(zhì)數(shù)據(jù)，采用合適的化學(xué)計(jì)量學(xué)方法建立校正模型，再將未知樣品的光譜圖與建立的校正模型進(jìn)行比較后實(shí)現(xiàn)定量分析，是一種間接分析。
定量分析方法采用如下步驟：選擇有代表性的樣品，測(cè)量參考樣品光譜集，采用標(biāo)準(zhǔn)或認(rèn)可的參考方法測(cè)定所關(guān)心的組分或性質(zhì)數(shù)據(jù)然后測(cè)量光譜和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，用化學(xué)計(jì)量學(xué)方法建立校正模型，分析未知樣品的組分或性質(zhì)。
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