近红外光谱技术

摘要： 建立一种凤香型基酒密度和粘度指标的快速分析模型,以期为基酒真实性判别提供一种方法参考。利用近红外光谱技术对样品进行光谱扫描,并结合常规分析方法,通过相关建模软件和算法最终建立了其定量分析模型。结果表明,所建模型的线性关系较好,且各模型内部参数RMSEC和RMSECV值均较小,说明模型的质量较好;另取验证样品对模型进行外部验证,通过与常规分析方法的检测结果进行比较,各模型预测的平均相对误差均小于0.2%,同时两种方法的检测值之间均不存在显著性差异(P>0.05),说明模型具有较好的预测能力。

摘要： 目的:建立近红外光谱法快速检测银杏离心液中萜类内酯含量的方法。方法:利用近红外光谱仪对银杏离心液样品进行扫描,对其光谱进行预处理和波段选择,并结合偏最小二乘法(partial least squares, PLS)建立萜类内酯含量快速无损检测方法。结果:所建立的模型的决定系数R为0.9177,交叉验证均方根差值为0.0335,对验证集样品进行预测并统计分析,预测值与真实值之间无显著差异(P 0.05)。结论:所建立的模型准确度高,适用于银杏离心液中萜类内酯含量的快速检测。

摘要： 目的:建立近红外光谱法快速检测气滞胃痛颗粒提取液中芍药苷含量的方法。方法:利用近红外光谱仪对提取液样品进行扫描,对其光谱进行预处理和波段选择,并结合偏最小二乘法(partial least squares, PLS)建立芍药苷含量快速无损检测方法。结果:所建立的模型的决定系数R2为0.9793,交叉验证均方根差值为0.2006,对验证集样品进行预测并统计分析,预测值与真实值之间无显著差异(P 0.05)。结论:所建立的模型准确度高,适用于气滞胃痛颗粒提取液中芍药苷含量的快速检测。

摘要： 为实现高粱淀粉含量的快速分析,提高样品日常分析效率,利用近红外光谱技术对样品进行光谱扫描,并结合常规分析方法,最终建立了高粱淀粉含量的快检模型。结果表明,所建模型的各线性关系较好,R^(2)均在0.90以上,且模型内部参数RMSEC、RMSECV和RMSEP值均较小且相近,分别为0.207、0.389和0.211,模型的质量较好。另取验证样品对模型进行外部验证,通过与常规分析方法的检测结果进行比较,模型预测的平均相对误差为0.7%,同时两种方法的检测值之间不存在显著性差异(P>0.05),说明模型具有较好的预测能力,可用于实际生产分析检测。

摘要： 放牧家畜养分消化率反映牧草供给量和营养品质、家畜的健康状况以及生产性能等,是草原管理的关键指标之一。放牧家畜养分消化率的测定方法主要有直接测定和间接估测两种,直接法包括全收粪法、指示剂法、近红外光谱法(NIRS)等,间接法主要有体内或体外发酵法、牧草品质和气候等预测法。全收粪法是较精确的测定方法,然而耗时、费力,对家畜放牧行为有较大影响,难以体现牧场饲草供给的空间异质性;指示剂法根据不溶物的回收比例估测养分消化率,对家畜放牧行为干扰较小,指示剂不易收集,也不适于野性较高的放牧动物;NIRS法效率高、劳动强度低、成本小、不影响家畜,能够大尺度地估测放牧家畜的养分消化率,需要大量的实测数据完善预测模型;气候估测法快捷、省时,精确性较差,适于大时空尺度。放牧家畜的养分消化率与家畜、草地、放牧方法、温度、降水等生物因子,环境因子和社会因子密切相关,与遥感、无人机(UAV)和人工智能等结合,可以准确、快速地测定放牧家畜养分消化率,为草地生态修复与健康管理提供支撑。

摘要： 近红外傅里叶变换光谱仪作为一种常用的科研级近红外光谱检测仪器,广泛应用于各个科研领域。目前的近红外光谱仪着重于光谱分辨率方面的提升,在光谱信噪比提升方面关注较少。光谱信噪比直接影响光谱线指数测量精度的优劣,光谱信噪比越高,光谱线指数测量精度越高,越有利于对微量物质进行精细光谱比对。因此,提升光谱仪的光谱信噪比是十分必要的。对比常用的钨灯光源,激光驱动等离子体光源(LDLS)不仅在近红外区域具有高光照强度的优点,而且其独特的高频调制输出信号在经锁相放大器调制解调后能够很好的抑制背景信号对干涉光谱所带来的影响。高亮度与辐射调制的结合使得以LDLS作为光源的近红外傅里叶变换光谱系统在光谱信噪比方面获得显著提升。基于上述原因,提出利用新型激光驱动等离子体光源作为光谱信号输出源的近红外傅里叶变换光谱系统,并与含有调制能力的钨灯光源搭建的近红外傅里叶变换光谱系统进行了信噪比的比较实验。首先利用钨灯光源由斩波器高频调制再经过锁相放大器解调的方式,对锁相放大器积分时间进行优化并通过计算干涉光谱信噪比进行评估,分别对比了积分时间为0.5,1,5,10和20 ms的干涉光谱信噪比与对称度,确定后续系统中的锁相放大器最佳积分时间为5 ms,该状态下钨灯光源所实现的干涉光谱信噪比经计算约为90∶1;其次利用激光驱动等离子体光源代替钨灯光源和斩波器,在最佳积分时间下进行干涉光谱信噪比对比评估,结果表明激光驱动等离子体光源的干涉光谱信噪比与传统钨灯光源相比提升111倍;最后,利用近红外标准片对系统进行光谱测量准确性评估,结果表明利用该光源的近红外傅里叶变换光谱系统的近红外吸收峰值误差<0.5 nm,具有高光谱准确性与分辨能力。

摘要： 数据预处理、特征选择和建立模型是近红外光谱分析技术中三个重要的过程。从降低噪声、消除基线漂移、校正散射光三方面介绍数据预处理方法;介绍基于区域的光谱特征选择方法和基于单变量的光谱特征选择方法;并根据应用不同,论述了定量分析和定性分析两类建模方法。现就这三个过程中常用方法的基本原理、优缺点进行综述,为相关研究者提供参考。

摘要： 目的:明确孤独症谱系障碍(ASD)儿童动作协调能力与运动区皮质静息功能连接的关系。方法:共招募11名ASD儿童和20名典型发展儿童(TD)。应用儿童协调能力测量量表(M-ABC2)测试动作协调能力,用近红外光谱技术(fNIRS)监测运动区皮质静息态的血氧信号变化,并用“FC-NIRS”软件计算运动区皮质的静息功能连接(RSFC)强度。结果:ASD组的M-ABC2总分显著低于同龄的TD组[t_((n=29))=-11.550,p=0.000],且精细动作能力(U=0,Z=-4.561,p=0.000)、手眼协调能力[t_((n=29))=-10.204,p=0.000]及静态和动态平衡能力[t_((n=29))=-5.752,p=0.000]存在显著差异。ASD组的RSFC强度均值显著低于TD组[在HbO信号水平上,t_((n=29))=-3.740,p=0.001],且脑右侧运动区存在差异的功能连接“边”的数量多于左侧。M-ABC总分与运动区RSFC均值之间存在显著相关[在HbO信号水平上,r=0.497,p=0.004],但在M-ABC2各二级指标上均与RSFC无相关性。结论:孤独症谱系障碍儿童的动作协调能力和运动区静息功能连接强度的发展均滞后于同龄的典型发展儿童,但是动作协调能力的损伤不一定与运动区功能连接强度的减弱有关。

摘要： 本试验旨在构建燕麦草常规营养成分含量的近红外预测模型。试验于2017—2019年,从我国京津冀等地区的牧场及种植基地收集了80份不同品种、不同产地和不同成熟度的燕麦草,参照燕麦草常规营养成分国标检测方法测定采集80份样品中水分(MSTR)、粗蛋白质(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、粗脂肪(EE)和粗灰分(Ash)含量并进行燕麦草近红外光谱采集。使用OPUS7.5中的偏最小二乘(PLS)化学计量学方法将燕麦草的光谱图和理化指标进行关联,交叉检验法评价预测模型效果。结果显示:不同来源的燕麦草中MSTR、CP、NDF、ADF、EE和Ash含量变异较大;MSTR、CP、NDF、ADF和Ash含量预测模型校正决定系数(RSQcal)为0.886~0.977,交叉验证决定系数(1-VR)为0.84~0.95,交叉验证相对分析误差(RPDCV)为2.50~4.23,定标效果较为理想,外部验证预测决定系数(RSQv)为0.846~0.945,预测相对分析误差(RPDV)为2.57~4.20,表明模型均可应用于实际检测且适用性良好;EE含量预测模型RSQcal为0.870,1-VR为0.772,RPDCV为1.80,外部验证结果 RSQv为0.735,RPDV为1.95,模型效果不理想,不能应用于实际检测。综上所述,本试验初步建立燕麦草中MSTR、CP、NDF、ADF和Ash含量的近红外预测模型效果较好,为生产中快速高效测定燕麦草常规营养成分提供技术支撑。

摘要： 近红外光谱技术是一种具有绿色、快速、无损优势的检测技术,其在白酒行业中的应用越来越广泛。介绍了近红外光谱技术的工作原理及优势,主要介绍了近红外光谱技术在白酒行业中酿酒原料、酿酒大曲、发酵酒醅、半成品及成品酒检测方面的研究应用及在线检测及时的开发研究,分析了该技术在白酒行业应用推广过程中存在的问题,并展望了其应用前景。

摘要： 以2013年产的甘肃春小麦品种宁春4号种子为材料,对300粒小麦种子进行近红外光谱单粒扫描,根据光谱图结合发芽实验结果分析近红外光谱技术鉴定小麦单粒种子活力的效果,结果表明:正反面两次平均光谱的建模效果要优于单次光谱.最佳建模比例为建模集与检验集之比3∶1.应用近红外光谱定性偏最小二乘分析方法,在光谱范围为7000～8000cm-1,采用中心化预处理方法,主成分数为5时,模型的建模集和检验集的鉴别率分别为86.36％和91.30％,建模效果最佳;采用近红外光谱偏最小二乘法定量检测小麦种子活力时,建模效果较差,有待于进一步研究.

摘要： 近年来多种现代仪器分析方法被应用于中药鉴定学领域,而近红外光谱技术作为一种简便快速无损的检测方法则逐渐显现处优越性.本文介绍了近红外光谱技术的原理及特点并归纳总结了近红外光谱技术在中药品种、真伪、产地等方面鉴定的应用,为进一步研究和完善近红外光谱技术在此方面的应用及发展前景奠定了基础.

摘要： 随着中药鉴定方法在中药质量控制中的不断应用和发展,近红外光谱技术在中药鉴定中逐渐显现优越性.与传统的中药鉴定方法相比,具有快速、操作简单、准确、无损的优点,是一种新型的鉴定方法.综述了近年来近红外光谱分析技术在中药材真伪、掺伪、产地、同属中药品种及中成药的鉴别方面的应用进展.

摘要： 目的:探讨近红外光谱技术在中药质量控制中的应用.方法:采用3种不同方式采集活血止痛胶囊的漫反射光谱,分别建立真伪鉴别、厂家区分和多成份含量测定模型,并对近红外光谱在中成药的均一性和稳定性评价中的应用进行初探,同时比较了光谱采集方式对模型预测能力的影响.结果:定性分析模型误判数均为0,水分、阿魏酸、11-羰基-β-乙酰乳香酸和龙脑的定量分析模型相对验证标准偏差在5.4％～12.8％之间,均一性和稳定性评价模型可准确反映样品的差异和变化.结论:所建方法简便、快速、无损,可用于活血止痛胶囊的快检初筛和全面质量控制,为近红外光谱技术在中药分析领域的应用提供了新的思路。

摘要： 近红外光谱法作为一种快速、高效和无损的新型检测技术,已逐渐运用到预测氨基酸含量和生物发酵等领域.本文介绍了近红外光谱技术的基本原理、技术特点,重点阐述了该项技术在氨基酸发酵中的应用,分析其存在的问题,并对应用前景进行了展望.

摘要： 在国外,近红外光谱技术在大型流程工业的应用日趋成熟和广泛,但由于涉及企业经济利益及商业秘密等原因,很多实际应用都未见正式报道.例如在石化行业,据统计全球仅汽油调合装置就有几百套安装了在线近红外光谱仪,其它主要炼油装置如催化重整和催化裂化也都以在线近红外光谱分析技术为基础实现了优化控制操作.在农产品的现场收购环节,在线、便携式和台式近红外光谱被广泛用于按质论价的分析手段,例如,仅在日本就有550家果品等级分拣企业安装了2000多台在线近红外分析仪.近红外技术的应用为上述行业带来了丰厚的经济效益,已成为提高企业科学管理必不可少的一种手段.展望未来5～10年，近红外光谱技术将有可能在农业、食品和制药等行业得到快速发展。

摘要： 土壤有机质是土壤质量管理和评价以及土肥测试中非常重要的一项性能指标,对其含量的测量是必不可少的.本研究研发了基于近红外光谱技术的土壤有机质快速检测装置.使用1050nm LED作为主动光源,通过光纤传输至土壤样本,获得土壤反射率,进而获得土壤在1050nm处得吸光度值.建立了土壤有机质预测模型.实验结果表明土壤有机质检测装置和傅里叶光谱分析仪在1050nm处吸光度值相关系数达到0.92,误差在±3％以内.使用1050nm处吸光度值建立的土壤有机质预测模型测定系数达到0.69,可以满足土壤有机质的实际检测需求.

摘要： 人体中，血红蛋白主要用于氧和二氧化碳的运输，因此它对人体的新陈代谢起着关键性作用，可通过血红蛋白含量的测定了解机体内循环系统功能水平及营养状况等信息，进而判断人体处于生理或病理状态。临床上可用于制定贫血诊断标准。血红蛋白检测方法国内自20世纪80年代也开始了血红蛋白检测系统的研究，但这些系统基本以湿法（试剂）检测为基础。近年来出现了以电化学电流法和光学反射法为基础开展了干法血红蛋白现场快速检测系统的研究。但这些方法均为有创检测方法，耗时耗力，给患者带来一定的痛苦。近红外光谱技术具有快速、无创、低成本及绿色环保等优点，可应用于人体血液成分的无创检测。连续无创血红蛋白监测在容量治疗及提供血流动力学证据、临床血液保护、指导输血等都有不错的应用。而且方便ICU患者、急诊患者、贫血患者、儿童及产科患者等使用。连续无创血红蛋白浓度监测是当今医学生物学方面研究的热点，如果其精确度达到临床要求，将为临床医务工作者及患者带来巨大的便利，明显提高医务工作者的工作效率，为临床上抢救危重患者节约大量等待时间。现虽有仪器上市，但均在初级使用阶段，还不能在临床上大规模使用，并且其精确度还受多方面的干扰，比如：患者的血流灌注情况、环境温度及患者体温、光线的干扰和患者的配合情况（尤其是小儿患者）等。

摘要： 变量筛选方法可以在简化近红外光谱定量分析模型的基础上提高模型的稳定性和预测精度.现有的研究已表明变量筛选是近红外光谱模型建立和优化不可缺少的一个步骤[1-3].该研究中,我们以农药制剂体系为例,比较了三种常用的变量筛选方法:无消息变量剔除(UVE)、连续投影算法(SPA)、竞争适应性重赋权重采样(CARS)在农药有效成含量的近红外光谱分析模型中的应用效果.结果表明这三种变量筛选方法均在一定程度上简化和优化了全谱模型.其中,模型预测能力方面CARS＞SPA≥UVE;变量简化程度方面SPA＞CARS＞UVE.

摘要： 变量筛选方法可以在简化近红外光谱定量分析模型的基础上提高模型的稳定性和预测精度.现有的研究已表明变量筛选是近红外光谱模型建立和优化不可缺少的一个步骤[1-3].该研究中,我们以农药制剂体系为例,比较了三种常用的变量筛选方法:无消息变量剔除(UVE)、连续投影算法(SPA)、竞争适应性重赋权重采样(CARS)在农药有效成含量的近红外光谱分析模型中的应用效果.结果表明这三种变量筛选方法均在一定程度上简化和优化了全谱模型.其中,模型预测能力方面CARS＞SPA≥UVE;变量简化程度方面SPA＞CARS＞UVE.

摘要： 本发明公开了一种基于GSA(GoldenproSpectralAnalyzer)近红外光谱仪的光谱校正技术，主要涉及光谱检测技术领域，包括以下步骤，在波长范围内，自定义光谱波长点N；计算该波长点的光谱吸光度的阈值范围，先判断异、正常光谱，选定该波长点，找到正常光谱吸光度的最大值和最小值，以最大值和最小值的范围作为该波长点下光谱吸光度的阈值范围M；在波长范围内，再自定义光谱波长点N+1，并重复步骤二，获取该波长点下光谱吸光度的阈值范围M+1；将波长点N、N+1……下光谱吸光度的阈值范围M、M+1……取交集，得到光谱吸光度的阈值范围A,取光谱吸光度的阈值范围A内的光谱即为预设光谱，提高对异常光谱的识别率。

摘要： 本发明属于近红外光谱建模领域，具体涉及一种提高近红外光谱建模预测能力的方法。通过对近红外光谱进行多次采集进行平均计算，并寻找平均处理的最佳点，随后建立PLS模型。对于原料人血浆样品的光谱来说，每份样品应采集11张光谱平均后能得到相对稳定的NIR光谱，后参与NIR建模。通过光谱建模比较结果证明了本发明中建立的近红外光谱模型明显优于普通NIR建模方法，在血液制品原料人血浆总蛋白含量的检测具有重要的应用价值。

摘要： 本发明提出一种近紫外到近红外光谱辐射计及其定标方法以及测量积分球光源光谱辐射亮度的方法，光谱辐射计采用小视场设计，视场与光谱辐射亮度标准灯钨带相匹配，有效扣除背景对标定结果的影响，使积分球光源与光谱辐射亮度标准灯具有完全相同的测量视场，可以在测量视场、波长范围、波长分辨率相同条件下实现光谱辐射亮度标准灯对积分球光源光谱辐射亮度的标定，提高标定准确度。本发明中CCD瞄准系统带有圆孔的金属反射镜与入射光束成450，由金属反射镜正面反射光进入瞄准系统，微调光学系统焦距，使圆孔在CCD上形成黑点对准被测光源在CCD上所成像中心，完成光谱辐射计测量被测光源的测试光路调节。同时，圆孔起限制光阑作用，能够消除杂散光，提高光谱辐射计信噪比。

摘要： 本发明提供一种基于近红外二维相关光谱解析苯丙素类、生物碱类或萜类化合物近红外光谱特征波段的方法；苯丙素类、生物碱类和萜类化合物是常见的中药活性成分，大都具有明确的药理作用，常被作为中药的指标性成分；二维相关近红外光谱将待测体系在受外界扰动过程中的近红外光谱信号进行相关性分析，得到光谱的二维尺度信息，提高重叠近红外光谱信号的分辨能力，观察到在一维近红外光谱中无法观察到的信息；该方法简易便于操作，得到的特征波段更具解释性和代表性，从而使得构建的模型性能更加稳健准确。

摘要： 本发明公开了一种基于GSA(GoldenproSpectralAnalyzer)近红外光谱仪的光谱校正技术，主要涉及光谱检测技术领域，包括以下步骤，在波长范围内，自定义光谱波长点N；计算该波长点的光谱吸光度的阈值范围，先判断异、正常光谱，选定该波长点，找到正常光谱吸光度的最大值和最小值，以最大值和最小值的范围作为该波长点下光谱吸光度的阈值范围M；在波长范围内，再自定义光谱波长点N+1，并重复步骤二，获取该波长点下光谱吸光度的阈值范围M+1；将波长点N、N+1……下光谱吸光度的的阈值范围M、M+1……取交集，得到光谱吸光度的的阈值范围A,取光谱吸光度的的阈值范围A内的光谱即为预设光谱，提高对异常光谱的识别率。

摘要： 本发明属于近红外光谱建模领域，具体涉及一种提高近红外光谱建模预测能力的方法。通过对近红外光谱进行多次采集进行平均计算，并寻找平均处理的最佳点，随后建立PLS模型。对于原料人血浆样品的光谱来说，每份样品应采集11张光谱平均后能得到相对稳定的NIR光谱，后参与NIR建模。通过光谱建模比较结果证明了本发明中建立的近红外光谱模型明显优于普通NIR建模方法，在血液制品原料人血浆总蛋白含量的检测具有重要的应用价值。

摘要： 一种近红外光屏蔽膜的制造方法，包含：提供一聚对苯二甲酸乙二醇酯原料；提供一含钨氧化物纳米粒子；于180～360°C下，混合该聚对苯二甲酸乙二醇酯原料及该含钨氧化物纳米粒子，以获得一聚酯混合物，该聚酯混合物包含以重量百分比计为80～99.99％的聚对苯二甲酸乙二醇酯原料及0.01～20％的含钨氧化物纳米粒子；压延该聚酯混合物，以形成一聚酯薄板；及于60～300°C下，以1～100m/min的延伸速率，对该聚酯薄板进行双轴延伸。依照此方法可得到近红外光屏蔽膜，对于近红外光具有良好的屏蔽作用，进而达到增加该近红外光屏蔽膜的隔热效果的功效。

摘要： 本发明提出一种近紫外到近红外光谱辐射计及其定标方法以及测量积分球光源光谱辐射亮度的方法，光谱辐射计采用小视场设计，视场与光谱辐射亮度标准灯钨带相匹配，有效扣除背景对标定结果的影响，使积分球光源与光谱辐射亮度标准灯具有完全相同的测量视场，可以在测量视场、波长范围、波长分辨率相同条件下实现光谱辐射亮度标准灯对积分球光源光谱辐射亮度的标定，提高标定准确度。本发明中CCD瞄准系统带有圆孔的金属反射镜与入射光束成450，由金属反射镜正面反射光进入瞄准系统，微调光学系统焦距，使圆孔在CCD上形成黑点对准被测光源在CCD上所成像中心，完成光谱辐射计测量被测光源的测试光路调节。同时，圆孔起限制光阑作用，能够消除杂散光，提高光谱辐射计信噪比。

摘要： 本实用新型涉及一种手持式近红外光谱检测装置，包括：壳体，以及分别收容在壳体内的微型近红外光谱仪、驱动电路板、无线通讯模块、以及电源模块。壳体的一端设有可打开的封盖；微型近红外光谱仪的探头端朝向封盖设置；驱动电路板电连接微型近红外光谱仪；无线通讯模块电连接驱动电路板；电源模块电连接驱动电路板。同时，还提供一种包含该手持式近红外光谱检测装置的近红外光检测系统。本实用新型的有益效果为：采用微型近红外光谱仪进行光谱检测，并且利用无线通讯模块将检测的参数采集设定和数据分析处理过程从手持端分离至外部的移动终端和云端服务器，将手持式终端的结构简化，体积缩小，携带更加轻量化，有利于在农产品检测方面的应用推广。

摘要： 本实用新型公开了一种高效高强轻型近红外光源及近红外光谱检测仪，涉及无损光谱检测技术领域，所述近红外光源包括：筒状的灯架、卤素白炽灯和近红外带通滤光片，所述卤素白炽灯和近红外带通滤光片沿所述灯架的第一端到第二端的方向依次设于所述灯架内，所述卤素白炽灯包括灯泡和内壁镀金的灯杯，所述灯泡设于所述灯杯的底部，所述灯杯的开口朝向所述近红外带通滤光片。本实用新型通过在卤素白炽灯的内壁镀金，通过黄金对近红外光的高反射效率，无需采用透镜聚光，即可提供高能量的近红外光，从而使得近红外光源的结构简单、紧凑、牢固，成本较低，体积小，重量轻，使近红外光源携带方便，既适合于实验室用，也非常适合于野外实验用。