近紅外光譜分析技術的進展與展望一、本文概述近紅外光譜分析技術是一種基于物質在近紅外光譜區域的吸收和反射特性的分析方法。近紅外光譜區域通常指的是波長在780nm至2500nm之間的電磁波譜范圍。這項技術以其非破壞性、快速、無需復雜樣品預處理等優點，在農業、食品、醫藥、石油化工等多個領域得到了廣泛應用。隨著科學技術的進步，近紅外光譜分析技術也在不斷地發展與創新，其精確度和應用范圍都在持續擴大。本文旨在對近紅外光譜分析技術的最新進展進行全面而系統的綜述，探討其在實際應用中的優勢與挑戰，并展望未來的發展趨勢。文章將首先回顧近紅外光譜分析技術的基本原理和發展歷程，然后重點介紹近年來在方法創新、儀器改進以及應用領域的拓展等方面的主要成果。接著，我們將討論目前存在的技術瓶頸和可能的解決方案，以及新技術在其他領域的潛在應用。我們將展望近紅外光譜分析技術在未來可能的發展方向，包括新方法的開發、儀器設備的進一步智能化和便攜化，以及在更多領域中的推廣和應用。二、近紅外光譜分析技術的進展近年來，近紅外光譜分析技術取得了顯著的進展，不僅在理論研究和實際應用中得到了廣泛的推廣，還在多個領域實現了技術突破和創新。硬件設備的進步：隨著光學、電子和計算機技術的飛速發展，近紅外光譜儀的硬件性能得到了顯著提升。新型光譜儀具有更高的光譜分辨率、更寬的波長范圍和更快的掃描速度，為近紅外光譜分析提供了更為準確和高效的數據支持。數據處理與分析方法的創新：隨著大數據和人工智能技術的興起，近紅外光譜的數據處理和分析方法也經歷了革命性的變革。傳統的多元線性回歸、主成分分析等方法逐漸被深度學習、神經網絡等更先進的算法所取代，大大提高了光譜解析的精度和效率。應用領域的拓展：近紅外光譜分析技術已廣泛應用于農業、食品、醫藥、化工等多個領域。例如，在農業領域，該技術被用于農產品的品質檢測、病蟲害診斷等方面；在醫藥領域，該技術則用于藥物成分分析、藥物生產過程監控等。在線與實時監測技術的發展：隨著近紅外光譜儀器的小型化和便攜化，以及數據處理速度的提升，近紅外光譜分析技術正逐漸實現在線和實時監測。這一技術的發展對于生產過程的實時監控和質量控制具有重要意義。近紅外光譜分析技術在硬件設備、數據處理與分析方法、應用領域以及在線與實時監測技術等方面均取得了顯著的進展。展望未來，隨著新技術的不斷涌現和應用領域的不斷拓展，近紅外光譜分析技術將在更多領域發揮重要作用，為人類社會的可持續發展做出更大貢獻。三、近紅外光譜分析技術的展望隨著科技的快速發展，近紅外光譜分析技術在許多領域中的應用前景日益廣闊。未來，這項技術有望在多個方面取得顯著進展。技術精度的提升是近紅外光譜分析技術發展的重要方向。隨著光譜儀器硬件的不斷優化和算法模型的持續改進，我們有理由期待近紅外光譜分析的精度和分辨率將得到進一步提升，從而更好地滿足各種復雜環境下的分析需求。多技術融合將是近紅外光譜分析技術發展的另一大趨勢。通過結合其他分析技術，如拉曼光譜、射線衍射等，可以進一步提高近紅外光譜分析技術的適用范圍和準確性。這種多技術融合的方式有望為各種領域提供更全面、更深入的分析解決方案。在應用領域方面，近紅外光譜分析技術有望在食品安全、環境監測、醫藥研發等領域發揮更大作用。例如，在食品安全領域，近紅外光譜分析技術可用于快速檢測食品中的有害物質和營養成分，從而保障食品的安全和質量。在環境監測領域，這項技術可用于快速識別污染物的種類和濃度，為環境保護提供有力支持。在醫藥研發領域，近紅外光譜分析技術可用于藥物成分的分析和質量控制，為新藥研發提供有力保障。近紅外光譜分析技術的發展還面臨著一些挑戰，如光譜數據的處理和解析仍然存在一定的困難，需要不斷完善和優化。隨著技術的不斷進步和應用領域的拓展，近紅外光譜分析技術也需要適應更多的復雜環境和挑戰。近紅外光譜分析技術在未來有望取得更大的進展，為各個領域提供更高效、更準確的分析解決方案。我們期待這項技術在未來能夠發揮更大的作用，為人類社會的發展做出更大的貢獻。四、結論近紅外光譜分析技術作為一種快速、無損的分析方法，在過去的幾十年中取得了顯著的進展。隨著儀器技術的不斷創新、數據處理方法的日益完善以及等新技術的應用，近紅外光譜分析技術在許多領域的應用越來越廣泛。本文綜述了近紅外光譜分析技術的原理、儀器發展、數據處理方法以及應用現狀，并對其未來的發展趨勢進行了展望。盡管目前近紅外光譜分析技術已經取得了許多重要的成果，但仍存在一些挑戰和問題需要解決。例如，提高光譜分辨率和信噪比、優化數據處理算法、擴大應用領域等。未來，隨著科學技術的不斷發展，近紅外光譜分析技術有望在更多領域得到應用。隨著等新技術的不斷進步，近紅外光譜分析技術的智能化、自動化程度也將不斷提高，為各行各業提供更加快速、準確、便捷的分析手段。近紅外光譜分析技術作為一種重要的分析方法，在未來的發展中具有廣闊的應用前景和巨大的發展潛力。我們有理由相信，隨著技術的不斷進步和應用領域的不斷拓展，近紅外光譜分析技術將為人類社會的發展做出更大的貢獻。參考資料：近紅外光是指波長在780～2526nm范圍內的電磁波,是人們認識最早的非可見光區域。習慣上又將近紅外光劃分為近紅外短波(780～1100nm)和長波(1100～2526nm)兩個區域。現代近紅外光譜是90年代以來發展最快、最引人注目的光譜分析技術,是光譜測量技術與化學計量學學科的有機結合,被譽為分析的巨人。量測信號的數字化和分析過程的綠色化又使該技術具有典型的時代特征。近紅外光譜(NIR)是介于可見光(VIS)和中紅外光(MIR)之間的電磁波譜，波數約為：10000~4000cm-1。近紅外光譜法是利用含有氫基團（-H，為：C，O，N，S等）化學鍵(-H)伸縮振動倍頻和合頻，在近紅外區的吸收光譜，通過選擇適當的化學計量學多元校正方法，把校正樣品的近紅外吸收光譜與其成分濃度或性質數據進行關聯，建立校正樣品吸收光譜與其成分濃度或性質之間的關系-校正模型。在進行未知樣品預測時，應用已建好的校正模型和未知樣品的吸收光譜，就可定量預測其成分濃度或性質。另外，通過選擇合適的化學計量學模式識別方法，也可分離提取樣本的近紅外吸收光譜特征信息，并建立相應的類模型。在進行未知樣品的分類時，應用已建立的類模型和未知樣品的吸收光譜，便可定性判別未知樣品的歸屬。具體而言，近紅外光譜的分析技術與其他常規分析技術不同。現代近紅外光譜是一種間接分析技術,是通過校正模型的建立實現對未知樣本的定性或定量分析。圖1給出了近紅外光譜分析模型建立及應用的框圖,其分析方法的建立主要通過以下幾個步驟完成。近紅外光譜技術之所以成為一種快速、高效適合過程在線分析的有利工具,是由其技術特點決定的,近紅外光譜分析的主要技術特點如下：(1)分析速度快。由于光譜的測量過程一般可在1min內完成(多通道儀器可在1Sec之內完成),通過建立的校正模型可迅速測定出樣品的組成或性質。(2)分析效率高。通過一次光譜的測量和已建立的相應的校正模型,可同時對樣品的多個組成或性質進行測定。在工業分析中,可實現由單項目操作向車間化多指標同時分析的飛躍,這一點對多指標監控的生產過程分析非常重要,在不增加分析人員的情況下可以保證分析頻次和分析質量,從而保證生產裝置的平穩運行。(3)分析成本低。近紅外光譜在分析過程中不消耗樣品,自身除消耗一點電外幾乎無其他消耗,與常用的標準或參考方法相比,測試費用可大幅度降低。(4)測試重現性好。由于光譜測量的穩定性,測試結果很少受人為因素的影響,與標準或參考方法相比,近紅外光譜一般顯示出更好的重現性。(5)樣品測量一般勿需預處理,光譜測量方便。由于近紅外光較強的穿透能力和散射效應,根據樣品物態和透光能力的強弱可選用透射或漫反射測譜方式。通過相應的測樣器件可以直接測量液體、固體、半固體和膠狀類等不同物態的樣品。(6)便于實現在線分析。由于近紅外光在光纖中良好的傳輸特性,通過光纖可以使儀器遠離采樣現場,將測量的光譜信號實時地傳輸給儀器,調用建立的校正模型計算后可直接顯示出生產裝置中樣品的組成或性質結果。另外通過光纖也可測量惡劣環境中的樣品。(7)典型的無損分析技術。光譜測量過程中不消耗樣品,從外觀到內在都不會對樣品產生影響。鑒于這一特點,該技術在活體分析和醫藥臨床領域正得到越來越多的應用。(8)現代近紅外光譜分析也有其固有的弱點。一是測試靈敏度相對較低,這主要是因為近紅外光譜作為分子振動的非諧振吸收躍遷幾率較低,一般近紅外倍頻和合頻的譜帶強度是其基頻吸收的10到10000分之一,就對組分的分析而言,其含量一般應大于1%；二是一種間接分析技術,方法所依賴的模型必須事先用標準方法或參考方法對一定范圍內的樣品測定出組成或性質數據,因此模型的建立需要一定的化學計量學知識、費用和時間,另外分析結果的準確性與模型建立的質量和模型的合理使用有很大的關系。現代近紅外光譜儀器從分光系統可分為固定波長濾光片、光柵色散、快速傅立葉變換和聲光可調濾光器(AOTF)四種類型。光柵色散型儀器根據使用檢測器的差異又分為掃描式和固定光路兩種。在各種類型儀器中,濾光片型主要作專用分析儀器,為提高測定結果的準確性,現在的濾光片型儀器往往裝有多個濾光片供用戶選擇。光柵掃描式是最常用的儀器類型,采用全息光柵分光、PbS或其他光敏元件作檢測器,具有較高的信噪比。由于儀器中的可動部件(如光柵軸)在連續高強度的運行中可能存在磨損問題,從而影響光譜采集的可靠性,不太適合于在線分析。傅立葉變換近紅外光譜儀是目前近紅外光譜儀器的主導產品,具有較高的分辨率和掃描速度,這類儀器的弱點同樣是干涉儀中存在移動性部件,且需要較嚴格的工作環境。AOTF是90年代初出現的一類新型分光器件,采用雙折射晶體,通過改變射頻頻率來調節掃描的波長,整個儀器系統無移動部件,掃描速度快,具有較好的儀器穩定性,特別適合用于在線分析。但目前這類儀器的分辨率相對較低,AOTF的價格也較高。隨著多通道檢測器件生產技術的日趨成熟,采用固定光路、光柵分光、多通道檢測器構成的NIR儀器,以其性能穩定、掃描速度快、分辨率高、性能價格比好等特點正越來越引起人們的重視。在與固定光路相匹配的多通道檢測器中,常用的有二極管陣列(Photodiode-array簡稱PDA)和電荷耦合器件(ChargeCoupledDevices簡稱CCD)兩種類型。在研制新型近紅外光譜儀器,提高儀器性能的同時,為適合各類樣品的分析,近紅外光譜測樣器件的研制也越來越引起人們的重視。在各類測樣器件中,最引人注目的是各種光纖測樣器件的開發。通過光纖測樣器件,一方面可以方便測樣過程,另一方面可以利用光纖的遠距離傳輸特性,將近紅外光譜技術用于在線分析。光譜化學計量學軟件是現代近紅外光譜分析技術的一個重要組成部分,將穩定、可靠的近紅外光譜分析儀器與功能全面的化學計量學軟件相結合也是現代近紅外光譜技術的一個明顯標志。因此,光譜化學計量學方法研究在現代近紅外光譜技術的發展中占有非常重要的地位。從另外一個方面講,現代近紅外光譜技術的發展也帶動和促進了化學計量學學科的發展。近紅外光譜中化學計量學方法的研究主要涉及3個方面的內容：一是光譜預處理方法的研究,目的是針對特定的樣品體系,通過對光譜的適當處理,減弱以至于消除各種非目標因素對光譜的影響,凈化譜圖信息,為校正模型的建立和未知樣品組成或性質的預測奠定基礎；二是近紅外光譜定性和定量校正方法的研究,目的在于建立穩定、可靠的定性或定量分析模型；三是校正模型傳遞技術的研究,也稱近紅外光譜儀器的標準化,目的是將在一臺儀器上建立的定性或定量校正模型可靠地移植到其他相同或類似的儀器上使用,從而減少建模所需的時間和費用。現代近紅外光譜技術的應用除傳統的農副產品的分析外已擴展到眾多的其他領域,主要有石油化工和基本有機化工、高分子化工、制藥與臨床醫學、生物化工、環境科學、紡織工業和食品工業等領域。在農業領域,近紅外光譜可通過漫反射方法,將測定探頭直接安裝在糧食的谷物傳送帶上,檢驗種子或作物的質量,如水分、蛋白含量及小麥硬度的測定。還用于作物及飼料中的油脂、氨基酸、糖分、灰粉等含量的測定以及谷物中污染物的測定；近紅外光譜還被用于煙草的分類、棉花纖維、飼料中蛋白及纖維素的測定,并用于監測可耕土壤中的物理和化學變化。在食品分析中,近紅外光譜用于分析肉、魚、蛋、奶及奶制品等食品中脂肪酸、蛋白、氨基酸等的含量,以評定其品質；近紅外光譜還用于水果及蔬菜如蘋果、梨中糖的分析；在啤酒生產中,近紅外光譜被用于在線監測發酵過程中的酒精及糖分含量。近紅外光譜在藥物分析中的應用始于60年代后期,在當時藥物成分一般通過萃取以溶液形式測定。隨著漫反射測試技術的出現,無損藥物分析在近紅外光譜分析中占有非常重要的位置。現在近紅外光譜已廣泛用于藥物的生產過程控制。在生命科學領域,近紅外光譜用于生物組織的表征,研究皮膚組織的水分、蛋白和脂肪;Tong等將近紅外光譜用于乳腺癌的檢查；除此之外,近紅外光譜還用于血液中血紅蛋白、血糖及其他成分的測定及臨床研究,均取得較好的結果。近紅外光譜在石油煉制中的應用已涉及石油加工的各個環節,并為石化工業帶來巨大的經濟效益。測定汽油的辛烷值是近紅外光譜在油品分析中最早也是最成功的應用。在其后續工作中,又嘗試了近紅外光譜在測定汽油族組成中的應用。隨著現代儀器研制技術的不斷進步，以及與化學計量學方法的日趨融合，整個近紅外光譜分析系統，無論是硬件系統（近紅外光譜儀、配套專用測量附件等）的穩定性、光學一致性，還是軟件系統（儀器操作控制軟件、數據分析軟件等）的人機對話功能，復雜數據處理和數學建模功能，均得到全面提升；加之，近年來物聯網技術、云計算技術的興起，近紅外光譜分析技術服務于產業現代化，無論是應用于離線分析，還是在線過程監測，必將發揮越來越重要的作用，以下幾方面可能是研究的熱點：（1）近紅外光譜法在在線過程質量監測中的應用研究及相關標準制訂；（2）基于云計算技術、物聯網技術的近紅外光譜分析系統、建模服務系統研發；（3）基于近紅外光譜數據庫與相關領域知識的數據挖掘技術應用研究。近紅外光譜分析技術是一種快速、高效、無損的分析方法，廣泛應用于食品、醫藥、環境、化學等領域。本文將介紹近紅外光譜分析技術的原理、應用進展及案例分析，并總結其應用前景和挑戰。近紅外光是指波長在780-2526nm之間的電磁波，具有較高的能量。在近紅外光譜區，分子吸收系數較高，因此近紅外光譜分析技術可用于定量和定性分析。近紅外光譜分析技術的測量原理是依據樣品對近紅外光的吸收、反射和散射等特性，通過對樣品的光譜特征進行分析，得到樣品的組成和性質信息。近紅外光譜分析技術在食品領域的應用主要包括食品品質和營養成分的分析。通過對食品的光譜特征進行分析，可以快速準確地測定食品中的水分、脂肪、蛋白質、糖類等營養成分的含量。在醫藥領域，近紅外光譜分析技術可用于藥物的分析和質量控制，通過對藥物的光譜特征進行分析，可以快速準確地測定藥物的成分和純度。在環境領域，近紅外光譜分析技術可用于大氣和水體的監測。通過對大氣和水體的光譜特征進行分析，可以快速準確地測定大氣和水體中的污染物含量，為環境監測和治理提供有力支持。在化學領域，近紅外光譜分析技術可用于化合物的分析和鑒定，通過對化合物的光譜特征進行分析，可以快速準確地測定化合物的分子結構和化學性質。近紅外光譜分析技術的應用進展非常迅速，但仍存在一些挑戰。近紅外光譜分析技術的定量分析模型需要基于大量的標準樣本建立，對于一些缺乏標準樣本的物質難以建立準確的模型。近紅外光譜分析技術的定性分析需要基于光譜特征的識別，對于一些相似的物質難以進行準確的區分。近紅外光譜分析技術的測量成本較高，限制了其在一些領域的應用。雖然近紅外光譜分析技術存在一些挑戰，但其應用前景仍然非常廣闊。隨著技術的不斷發展和完善，近紅外光譜分析技術將更加成熟和精確，可應用于更多的領域。隨著測量成本的逐漸降低，近紅外光譜分析技術也將更加普及，為各領域的發展提供更加可靠的分析手段。近紅外光譜分析技術是一種重要的分析方法，具有廣泛的應用前景和重要的應用價值。雖然仍存在一些挑戰，但隨著技術的不斷發展和完善，相信未來近紅外光譜分析技術的應用將更加廣泛和精確，為各領域的發展提供更加可靠的分析支持。近紅外光譜分析技術是一種快速、高效、非破壞性的分析方法，廣泛應用于食品、醫藥、環保等領域。本文將介紹近紅外光譜分析技術的原理、應用實例及其面臨的挑戰和未來需求，展望其應用前景和潛力。近紅外光譜分析技術是一種基于分子振動光譜的分析方法，利用分子在近紅外區域的吸收光譜特性，對物質進行定性和定量分析。與其他傳統化學分析方法相比，近紅外光譜分析技術具有以下優勢：快速：近紅外光譜分析技術無需經過復雜的前處理，可以快速得到分析結果。高效：分析過程中無需使用大量化學試劑，減少了分析時間，提高了分析效率。非破壞性：近紅外光譜分析技術對樣品無破壞性，可以保留樣品的完整性供后續分析。食品領域：用于食品中水分、脂肪、蛋白質、糖分等成分的測定，可快速、準確地得到營養成分信息，有助于食品質量控制和營養研究。醫藥領域：用于藥物制劑的分析和質量控制，可以快速檢測藥物的有效成分和純度，確保藥物的安全性和有效性。環保領域：用于水體和土壤中污染物的檢測，可快速、準確地得到各種污染物的含量，對環境監測和保護具有重要意義。標準化與規范化：盡管近紅外光譜分析技術已經得到了廣泛應用，但不同廠商和型號的儀器之間存在差異，影響分析結果的準確性。因此，需要進一步推進近紅外光譜分析技術的標準化和規范化，以確保分析結果的可靠性。模型更新與維護：近紅外光譜分析技術依賴于數學模型進行數據處理和分析，模型的準確性和穩定性對分析結果有著重要影響。然而，當樣品發生變化或存在干擾時，模型可能需要進行更新和維護，以確保其適用性和準確性。樣品制備與處理：盡管近紅外光譜分析技術對樣品制備和處理的要求相對較低，但仍需要針對不同樣品類型進行適當的制備和處理，以獲得準確的分析結果。這也需要進一步完善和優化樣品制備和處理技術，以提高其效率和準確性。近紅外光譜分析技術是一種具有廣泛應用前景的分析方法，其高效、快速、環保等優勢使其在食品、醫藥、環保等領域得到了廣泛應用。然而，仍需進一步推進技術的標準化和規范化，完善模型更新與維護和樣品制備與處理等方面的不足之處，以實現近紅外光譜分析技術的更廣泛應用和提升其分析結果的可靠性。近紅外光是指波長在780～2526nm范圍內的電磁波,是人們認識最早的非可見光區域。習慣上又將近紅外光劃分為近紅外短波(780～1100nm)和長波(1100～2526nm)兩個區域。現代近紅外光譜是90年代以來發展最快、最引人注目的光譜分析技術,是光譜測量技術與化學計量學學科的有機結合,被譽為分析的巨人。量測信號的數字化和分析過程的綠色化又使該技術具有典型的時代特征。近紅外光譜(NIR)是介于可見光(VIS)和中紅外光(MIR)之間的電磁波譜，波數約為：10000~4000cm-1。近紅外光譜法是利用含有氫基團（-H，為：C，O，N，S等）化學鍵(-H)伸縮振動倍頻和合頻，在近紅外區的吸收光譜，通過選擇適當的化學計量學多元校正方法，把校正樣品的近紅外吸收光譜與其成分濃度或性質數據進行關聯，建立校正樣品吸收光譜與其成分濃度或性質之間的關系-校正模型。在進行未知樣品預測時，應用已建好的校正模型和未知樣品的吸收光譜，就可定量預測其成分濃度或性質。另外，通過選擇合適的化學計量學模式識別方法，也可分離提取樣本的近紅外吸收光譜特征信息，并建立相應的類模型。在進行未知樣品的分類時，應用已建立的類模型和未知樣品的吸收光譜，便可定性判別未知樣品的歸屬。具體而言，近紅外光譜的分析技術與其他常規分析技術不同。現代近紅外光譜是一種間接分析技術,是通過校正模型的建立實現對未知樣本的定性或定量分析。圖1給出了近紅外光譜分析模型建立及應用的框圖,其分析方法的建立主要通過以下幾個步驟完成。近紅外光譜技術之所以成為一種快速、高效適合過程在線分析的有利工具,是由其技術特點決定的,近紅外光譜分析的主要技術特點如下：(1)分析速度快。由于光譜的測量過程一般可在1min內完成(多通道儀器可在1Sec之內完成),通過建立的校正模型可迅速測定出樣品的組成或性質。(2)分析效率高。通過一次光譜的測量和已建立的相應的校正模型,可同時對樣品的多個組成或性質進行測定。在工業分析中,可實現由單項目操作向車間化多指標同時分析的飛躍,這一點對多指標監控的生產過程分析非常重要,在不增加分析人員的情況下可以保證分析頻次和分析質量,從而保證生產裝置的平穩運行。(3)分析成本低。近紅外光譜在分析過程中不消耗樣品,自身除消耗一點電外幾乎無其他消耗,與常用的標準或參考方法相比,測試費用可大幅度降低。(4)測試重現性好。由于光譜測量的穩定性,測試結果很少受人為因素的影響,與標準或參考方法相比,近紅外光譜一般顯示出更好的重現性。(5)樣品測量一般勿需預處理,光譜測量方便。由于近紅外光較強的穿透能力和散射效應,根據樣品物態和透光能力的強弱可選用透射或漫反射測譜方式。通過相應的測樣器件可以直接測量液體、固體、半固體和膠狀類等不同物態的樣品。(6)便于實現在線分析。由于近紅外光在光纖中良好的傳輸特性,通過光纖可以使儀器遠離采樣現場,將測量的光譜信號實時地傳輸給儀器,調用建立的校正模型計算后可直接顯示出生產裝置中樣品的組成或性質結果。另外通過光纖也可測量惡劣環境中的樣品。(7)典型的無損分析技術。光譜測量過程中不消耗樣品,從外觀到內在都不會對樣品產生影響。鑒于這一特點,該技術在活體分析和醫藥臨床領域正得到越來越多的應用。(8)現代近紅外光譜分析也有其固有的弱點。一是測試靈敏度相對較低,這主要是因為近紅外光譜作為分子振動的非諧振吸收躍遷幾率較低,一般近紅外倍頻和合頻的譜帶強度是其基頻吸收的10到10000分之一,就對組分的分析而言,其含量一般應大于1%；二是一種間接分析技術,方法所依賴的模型必須事先用標準方法或參考方法對一定范圍內的樣品測定出組成或性質數據,因此模型的建立需要一定的化學計量學知識、費用和時間,另外分析結果的準確性與模型建立的質量和模型的合理使用有很大的關系。現代近紅外光譜儀器從分光系統可分為固定波長濾光片、光柵色散、快速傅立葉變換和聲光可調濾光器(AOTF)四種類型。光柵色散型儀器根據使用檢測器的差異又分為掃描式和固定光路兩種。在各種類型儀器中,濾光片型主要作專用分析儀器,為提高測定結果的準確性,現在的濾光片型儀器往往裝有多個濾光片供用戶選擇。光柵掃描式是最常用的儀器類型,采用全息光柵分光、PbS或其他光敏元件作檢測器,具有較高的信噪比。由于儀器中的可動部件(如光柵軸)在連續高強度的運行中可能存在磨損問題,從而影響光譜采集的可靠性,不太適合于在線分析。傅立葉變換近紅外光譜儀是目前近紅外光譜儀器的主導產品,具有較高的分辨率和掃描速度,這類儀器的弱點同樣是干涉儀中存在移動性部件,且需要較嚴格的工作環境。AOTF是90年代初出現的一類新型分光器件,采用雙折射晶體,通過改變射頻頻率來調節掃描的波長,整個儀器系統無移動部件,掃描速度快,具有較好的儀器穩定性,特別適合用于在線分析。但目前這類儀器的分辨率相對較低,AOTF的價格也較高。隨著多通道檢測器件生產技術的日趨成熟,采用固定光路、光柵分光、多通道檢測器構成的NIR儀器,以其性能穩定、掃描速度快、分辨率高、性能價格比好等特點正越來越引起人們的重視。在與固定光路相匹配的多通道檢測器中,常用的有二極管陣列(Photodiode-array簡稱PDA)和電荷耦合器件(ChargeCoupledDevices簡稱CCD)兩種類型。在研制新型近紅外光譜儀器,提高儀器性能的同時,為適合各類樣品的分析,近紅外光譜測樣器件的研制也越來越引起人們的重視。在各類測樣器件中,最引人注目的是各種光纖測樣器件的開發。通過光纖測樣器件,一方面可以方便測樣過程,另一方面可以利用光纖的遠距離傳輸特性,將近紅外光譜技術用于在線分析。光譜化學計量學軟件是現代近紅外光譜分析技術的一個重要組成部分,將穩定、可靠的近紅外光譜分析儀器與功能全面的化學計量學軟件相結合也是現代近紅外光譜技術的一個明顯標志。因此,光譜化學計量學方法研究在現代近紅外光譜技術的發展中占有非常重要的地位。從另外一個方面講,現代近紅外光譜技術的發展也帶動和促進了化學計量學學科的發展。近紅外光譜中化學計量學方法的研究主要涉及3個方面的內容：一是光譜預處理方法的研究,目的是針對特定的樣品體系,通過對光譜的適當處理,減弱以至于消除各種非目標因素對光譜的影響,凈化譜圖信息,為校正模型的建立和未知樣品組成或性質的預測奠定基礎；二是