近红外技术理论概要课件.ppt

1、Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions谈谈你的理解谈谈你的理解u什么是近红外分析技术？什么是近红外分析技术？u近红外能作什么？近红外能作什么？u近红外不能作什么？近红外不能作什么？u你目前还想用近红外来作什么？你目前还想用近红外来作什么？Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions18001800年年4 4月月英国科学家英国科学家William Herschel William Herschel 发现发现了红外线了红外线Ref. J. N

2、ear Infrared Spectrosc. 8, 75-86. 2000.Ref. J. Near Infrared Spectrosc. 8, 75-86. 2000.Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions近红外发展史近红外发展史18001800第一个近红外光谱被记录第一个近红外光谱被记录( (Herschel)Herschel)一个非常偶然的机会，发现了非可见光的存在一个非常偶然的机会，发现了非可见光的存在 160 160多年后才开始近红外的应用多年后才开始近红外的应用1960s1960s Karl No

3、rrisKarl Norris于上世纪于上世纪5050年代在美国农业部（年代在美国农业部（USDAUSDA） 的的 支持下开始进行支持下开始进行近红近红 外光外光谱分析技术用于农产品谱分析技术用于农产品 ( (包括谷物、水果、蔬菜等包括谷物、水果、蔬菜等) )成份快速定量检测成份快速定量检测的的 探讨探讨 研究。研究。Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutionsu19711971全世界第一台商用近红外进入市场全世界第一台商用近红外进入市场uNeotec Neotec 公司公司 Grain Quality Analyze

4、rGrain Quality Analyzerl伊利诺伊州农业部合作项目伊利诺伊州农业部合作项目l分析大豆的水分、蛋白和含油量分析大豆的水分、蛋白和含油量l磨粉分析磨粉分析l漫反射技术漫反射技术l滤光片滤光片Neotec-Pacific Scientific-Neotec-Pacific Scientific-FOSS NIRSystemsFOSS NIRSystems近红外发展史近红外发展史Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions1970s1970s 近红外光谱仪在不断发展近红外光谱仪在不断发展电子部件更加稳定电

5、子部件更加稳定光路系统改善光路系统改善带有微处理器带有微处理器采用滤光片技术，包括固定滤光片和倾斜细滤光片采用滤光片技术，包括固定滤光片和倾斜细滤光片 多元线性回归方法多元线性回归方法(MLR)(MLR) 1975 1975 Canadian Grain Commission Canadian Grain Commission 加拿大粮食委员会加拿大粮食委员会 接受近红外方法作为测定小麦蛋白的官方方法接受近红外方法作为测定小麦蛋白的官方方法近红外发展史近红外发展史Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutionsu19801

6、980Pacific Scientific / NeotecPacific Scientific / NeotecResearch Composition Analyzer (RCA)Research Composition Analyzer (RCA)l计算机控制的系统计算机控制的系统l光栅，全谱段扫描光栅，全谱段扫描l漫反射分析漫反射分析近红外发展史近红外发展史Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutionsu1980s1980s新的定标技术的产生和采用新的定标技术的产生和采用u主成分分析技术主成分分析技术u偏最小二乘

7、法偏最小二乘法 Partial Least Square (PLS)Partial Least Square (PLS)u处理连续光谱数据，模型更完善稳定处理连续光谱数据，模型更完善稳定u对农产品分析，对农产品分析， PLS PLS 永远优于永远优于MLR MLR 近红外发展史近红外发展史Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions近红外发展史近红外发展史u有关近红外研究的文献数量有关近红外研究的文献数量l1930-19401930-1940 3 3l1940-19501940-1950 4 4l1950-196019

8、50-1960 23 23l1960-19701960-1970 23 23l1970-1980 1970-1980 152152l1980-19901980-1990 1000 1000Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions近红外发展史近红外发展史u1994 1994 定标新方法：人工神经网络技术定标新方法：人工神经网络技术 - - 解决非解决非线性线性 ANN Artificial Neural NetworkANN Artificial Neural Network为为InfratecInfratec系列仪

9、器提供全球适用的定标系列仪器提供全球适用的定标目前目前FoodScanFoodScan等型号近红外也采用等型号近红外也采用ANNANN定标定标Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutionsu19871987 基于透射检测技术的谷物原样近红外分析仪基于透射检测技术的谷物原样近红外分析仪lTecator Infratec 1221l1226-1225-1229l1255l1265l1275lTecatorTecatorFOSSFOSS TecatorTecatorFOSS Analytical ABFOSS Analytic

10、al ABFOSSFOSS近红外发展历程近红外发展历程Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical SolutionsFOSSFOSS近红外发展历程近红外发展历程u19951995 NIRSystems NIRSystems 推出基于数字信号控制推出基于数字信号控制的的 全息光栅全息光栅DDSDDS系统系统Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutionsu20012001 Infratec 1241- Infratec 1241- 基于光纤导光的透射基于光纤导光的透射

11、DDSDDS系系统统 更高的仪器一致性更高的仪器一致性FOSSFOSS近红外发展历程近红外发展历程Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutionsu2002 FoodScan / OliveScan - 2002 FoodScan / OliveScan - 基于光纤导光的基于光纤导光的透射透射 DDS DDS系统系统FOSSFOSS近红外发展历程近红外发展历程Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutionsu20042004 XDS - XDS -

12、数字偏心光栅系统数字偏心光栅系统- -更高的光谱性更高的光谱性能能 和仪器一致性，主要应用于近红和仪器一致性，主要应用于近红外研究领域外研究领域FOSSFOSS近红外发展历程近红外发展历程Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutionsu2005 InfraXact - 2005 InfraXact - 基于光纤导光的后分光基于光纤导光的后分光 DDS DDS反射系统反射系统FOSSFOSS近红外发展历程近红外发展历程Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical So

13、lutionsu2011 2011 用户界面友好的用户界面友好的ISIscan NovaISIscan Nova软件软件 最新的定标技术最新的定标技术 支持网络连接支持网络连接 DA1650 DS2500DA1650 DS2500FOSSFOSS近红外发展历程近红外发展历程Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions3030余余年的近红外经验，年的近红外经验，5050多个近红外专利使我们拥有以下荣誉：多个近红外专利使我们拥有以下荣誉：u第一台商用近红外光谱仪第一台商用近红外光谱仪. .u第一台具有计算功能的近红外光谱仪

14、第一台具有计算功能的近红外光谱仪. .u第一台光栅连续扫描式近红外光谱仪第一台光栅连续扫描式近红外光谱仪u第一台数字控制全息扫描光栅近红外光谱仪第一台数字控制全息扫描光栅近红外光谱仪DDS.DDS.u第一台数控偏心全息扫描光栅近红外光谱仪第一台数控偏心全息扫描光栅近红外光谱仪XDSXDSu第一台光纤采样系统第一台光纤采样系统. .u第一台在线光纤系统第一台在线光纤系统. .FOSSFOSS近红外发展历程近红外发展历程Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical SolutionsuInfratecInfratec系列早期系列早期 7000

15、 7000台台uInfratec 1241Infratec 1241 6500 6500台台uNIRSystemsNIRSystems系列分析仪系列分析仪 10000 10000台台uInfraXactInfraXact 1000 1000台台FOSSFOSS近红外发展历程近红外发展历程Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical SolutionsNIRNIR技术技术目前所获得的部分国际目前所获得的部分国际认可认可 AACC美国谷物化学家学会美国谷物化学家学会39-21(大豆中的蛋白大豆中的蛋白,油份油份 , 水分）水分）39-21A

16、（小麦中蛋白、水分）（小麦中蛋白、水分） AOAC 989.03 (蛋白蛋白, 酸性洗涤纤维酸性洗涤纤维,水分）水分）USDA89-01 （大豆中的蛋白（大豆中的蛋白，油油份）份）90-101 （小麦中的蛋白）（小麦中的蛋白） ICC 国际谷物协会国际谷物协会 Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions近红外技术在我国研究与应用进展近红外技术在我国研究与应用进展七五期间，近红外定标数据库的开发就列入国家攻关计划。七五期间，近红外定标数据库的开发就列入国家攻关计划。在此期间以中国农科院畜牧研究所为首，全国近在此期间以中

17、国农科院畜牧研究所为首，全国近2020家研究所联合完成了家研究所联合完成了饲料用玉米等九个能量饲料饲料用玉米等九个能量饲料u大豆粕等大豆粕等4 4个蛋白饲料个蛋白饲料u苜蓿粉等苜蓿粉等7 7个粗饲料个粗饲料u蛋鸡配合料蛋鸡配合料干物质，粗蛋白，粗纤维，和灰分组分的定标数据库建立和定量分析工干物质，粗蛋白，粗纤维，和灰分组分的定标数据库建立和定量分析工作作Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutionsu6 6个饲料的消化能和代谢能含量分析个饲料的消化能和代谢能含量分析u大麦等大麦等4 4个饲料原料的氨基酸分析个饲料原料的氨

18、基酸分析u米糠饼等米糠饼等6 6个饲料的植酸磷分析个饲料的植酸磷分析u饲料添加剂中喹乙醇分析的定标工作饲料添加剂中喹乙醇分析的定标工作这些工作这些工作为为NIRNIR技术在技术在我国农业上的应用提供了大量的基我国农业上的应用提供了大量的基础数据础数据近红外技术在我国研究与应用进展近红外技术在我国研究与应用进展Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical SolutionsGB /T 18868-2002 GB /T 18868-2002 饲料中水分、粗蛋白、粗纤维、粗脂肪、赖氨酸、蛋饲料中水分、粗蛋白、粗纤维、粗脂肪、赖氨酸、蛋氨酸德氨酸

19、德快速测定近红外光谱法快速测定近红外光谱法Method for determination of moisture, crude Method for determination of moisture, crude protein, crude fiber, crude fat , lysine and protein, crude fiber, crude fat , lysine and methinionemethinione馔写人馔写人 国家饲料质量监督检验中心国家饲料质量监督检验中心 杨曙明杨曙明 宋宋荣荣近红外技术在我国研究与应用进展近红外技术在我国研究与应用进展Dedicate

20、d Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions福斯近红外在国内的主要合作机构福斯近红外在国内的主要合作机构u饲料类定标合作单位饲料类定标合作单位l国家饲料产品质量监督检验中心国家饲料产品质量监督检验中心 ( (北京北京) )l杨曙明杨曙明 主任主任l从从19981998年开始年开始Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutionsu水稻类定标合作单位水稻类定标合作单位l农业部稻米及制品质量监督检验中心农业部稻米及制品质量监督检验中心 ( (杭州杭州) )l朱智伟朱智伟

21、 主任主任l从从20022002年开始年开始福斯近红外在国内的主要合作机构福斯近红外在国内的主要合作机构Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutionsu糖类应用定标合作单位糖类应用定标合作单位l广西大学广西大学 糖业中心糖业中心 ( (南宁南宁) )l卢家炯卢家炯 主任主任l从从20002000年开始年开始福斯近红外在国内的主要合作机构福斯近红外在国内的主要合作机构Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutionsu油菜类定标合作单位油菜类定标合作单位

22、l农业部油料及制品质量监督检验中心农业部油料及制品质量监督检验中心 ( (武汉武汉) )l李光明主任李光明主任l从从20002000年开始年开始福斯近红外在国内的主要合作机构福斯近红外在国内的主要合作机构Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutionsu谷物类定标合作单位谷物类定标合作单位l农业部农产品质量监督检验中心农业部农产品质量监督检验中心 ( (哈尔滨哈尔滨) )l王乐凯王乐凯 主任主任l从从20042004年开始年开始福斯近红外在国内的主要合作机构福斯近红外在国内的主要合作机构Dedicated Analytic

23、al SolutionsDedicated Analytical Solutionsl光谱学原理光谱学原理l近红外检测技术介绍近红外检测技术介绍l定标技术简介定标技术简介近红外技术基本理论与应用近红外技术基本理论与应用Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions传统分析手段的局限性传统分析手段的局限性Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions传统分析手段的局限性传统分析手段的局限性Dedicated Analytical SolutionsD

24、edicated Analytical Solutions一个很好的解决方法一个很好的解决方法近红外光谱分析近红外光谱分析Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions近红外光谱波长范围近红外光谱波长范围紫外紫外可见可见近红外中红外中红外25004,000官能团定性分析官能团定性分析成分定量分析成分定量分析复杂有机体系的掺假鉴定复杂有机体系的掺假鉴定表观颜色分表观颜色分元素分析元素分析70014,28540025,000200 50,00025,000 nm400cm-1Dedicated Analytical Solu

25、tionsDedicated Analytical Solutions近红外是如何工作的近红外是如何工作的? ?u近红外光谱研究物质分子对近红外光（能量）的吸收近红外光谱研究物质分子对近红外光（能量）的吸收u界于电磁波谱界于电磁波谱780-25780-2500nm00nm光谱区段光谱区段u它属于分子光谱的研究范畴，即研究物质分子与它属于分子光谱的研究范畴，即研究物质分子与 电磁波的相互作用电磁波的相互作用. . Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions 光谱理论光谱理论u广义的红外光谱（包括中红外光谱及近红外光谱）

26、广义的红外光谱（包括中红外光谱及近红外光谱） 是由分子振动吸收引起的是由分子振动吸收引起的u红外活性分子（包括对中红外及近红外谱区能量吸收分子）红外活性分子（包括对中红外及近红外谱区能量吸收分子）可理解为可理解为 一振动双极的机械模型（双极具有电荷分离），一振动双极的机械模型（双极具有电荷分离），每一双极模型其振动具有特殊的频率及振幅。每一双极模型其振动具有特殊的频率及振幅。Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions近红外区吸收近红外区吸收u近红外光谱主要是由分子中近红外光谱主要是由分子中O-H, N-H, C-H,

27、 S-H O-H, N-H, C-H, S-H 键的键的 振动振动 吸收引起的，吸收引起的，是这些振动的组频和倍频吸收带是这些振动的组频和倍频吸收带u近红外区光谱测试成分须含有近红外区光谱测试成分须含有 O-H, C-H, N-H O-H, C-H, N-H 或或 S-H S-H 键键- CH- OH-NH-SHDedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions光谱理论光谱理论u红外活性分子其振动的基频吸收发生在中红外区，在近红外红外活性分子其振动的基频吸收发生在中红外区，在近红外区，表征为合频吸收及倍频吸收。区，表征为合频

28、吸收及倍频吸收。u倍频吸收带约发生在基频吸收波长的倍频吸收带约发生在基频吸收波长的 1/2 1/2 及及1/3 1/3 处或处或 2 - 2 - 3 3 倍基频吸收频率处倍基频吸收频率处u当倍频级别增加时，吸收强度将减弱当倍频级别增加时，吸收强度将减弱Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutionsu当光能与分子振动能量相匹配时，分子将吸收光能，当光能与分子振动能量相匹配时，分子将吸收光能， 振动能级将跃迁为新能级，表征为振动振幅的增加振动能级将跃迁为新能级，表征为振动振幅的增加u在新能级时，分子振动频率保持不变在新能级时

29、，分子振动频率保持不变光谱理论光谱理论Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions光光 谱谱 学学 原原 理理初始态初始态偶极子分子偶极子分子混合入射光混合入射光发生能级跃迁发生能级跃迁出射光出射光激发态激发态分子振动分子振动能量水平能量水平 Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions光光 谱谱 学学 原原 理理Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions光光 谱谱

30、学学 原原 理理Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions光光 谱谱 学学 原原 理理Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions倍频吸收倍频吸收在化学键基频波数的倍数处形成的特征吸收在化学键基频波数的倍数处形成的特征吸收例如：例如： C-H键的伸缩振动键的伸缩振动(2960cm-1/3378nm)倍频出现在倍频出现在2960cm-1 2 = 5920 cm-1 /1689nm 和和2960cm-1 3 = 8880 cm-1 /1126nm

31、 处处光光 谱谱 学学 原原 理理Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions近红外谱区的能量吸收比中红外谱区小近红外谱区的能量吸收比中红外谱区小1-2个个数量级，数量级，在样品可以有较深的穿透，这就使得近红外可以直接对在样品可以有较深的穿透，这就使得近红外可以直接对原样进行分析，而不需要进行粉碎、压片、溶解等繁琐原样进行分析，而不需要进行粉碎、压片、溶解等繁琐的样品处理过程。的样品处理过程。这一特点非常实用，不但节省了样品分析的时间，更主这一特点非常实用，不但节省了样品分析的时间，更主要的是样品在分析之后仍可继续使用

32、。要的是样品在分析之后仍可继续使用。光光 谱谱 学学 原原 理理Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions光光 谱谱 学学 原原 理理Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions光光 谱谱 学学 原原 理理Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions光光 谱谱 学学 原原 理理Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analyt

33、ical Solutions光光 谱谱 学学 原原 理理Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions光光 谱谱 学学 原原 理理Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions玉米的近红外光谱玉米的近红外光谱Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions近红外吸收重要的波长近红外吸收重要的波长 92139CH/CO合频吸收峰合频吸收峰蛋白蛋白/淀粉淀粉102180NH键伸缩振

34、动一级倍频键伸缩振动一级倍频蛋白质蛋白质82190CH/CO合频吸收峰合频吸收峰蛋白蛋白/淀粉淀粉72208CH/CO合频吸收峰合频吸收峰尿素尿素/乳糖乳糖52270OH/CO合频吸收峰合频吸收峰淀粉淀粉/糖糖42310CH键伸缩一级倍频键伸缩一级倍频油份油份22336CH键弯曲振动一级倍频键弯曲振动一级倍频纤维素纤维素 6 622302230参比参比 Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions191445OH键二级倍频键二级倍频水分水分181722CH键二级倍频键二级倍频淀粉淀粉/纤维素纤维素171734SH键二级

35、倍频键二级倍频蛋白质蛋白质151759CH键二级倍频键二级倍频油份油份131778CH/OH合频吸收峰合频吸收峰淀粉淀粉/纤维素纤维素121818CO键一级倍频键一级倍频纤维素纤维素161940OH键一级倍频键一级倍频水分水分111982NH/酰胺组合峰酰胺组合峰尿素尿素142100COO一级倍频一级倍频淀粉淀粉/蛋白蛋白近红外吸收重要的波长近红外吸收重要的波长 Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions近红外光谱特征和近红外光谱解析特点近红外光谱特征和近红外光谱解析特点1.信息范围信息范围有机物近红外分析的范围比中

36、红外小，分子中只有基频振动在有机物近红外分析的范围比中红外小，分子中只有基频振动在5000 nm以下的振动以下的振动其倍频吸收才能处于近红外谱区其倍频吸收才能处于近红外谱区2.信息量信息量近红外谱区除了有不同级别的倍频谱带外还包含许多不同形式组合的合频吸收，近红外谱区除了有不同级别的倍频谱带外还包含许多不同形式组合的合频吸收，造成了谱带复杂，信息丰富。造成了谱带复杂，信息丰富。3.信息强度信息强度倍频与合频跃迁的几率比基频跃迁小得多，有机物在近红外谱区摩尔吸光系数比倍频与合频跃迁的几率比基频跃迁小得多，有机物在近红外谱区摩尔吸光系数比中红外区小中红外区小1-2个数量级，因此可以更深的穿透样品反

37、映样品的内部吸收信息，而个数量级，因此可以更深的穿透样品反映样品的内部吸收信息，而不需要繁琐的纯化与分离样品前处理不需要繁琐的纯化与分离样品前处理Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions4.由于转动光谱的叠加，以及各种使谱带增宽的微观因素，近红外谱区的谱带由于转动光谱的叠加，以及各种使谱带增宽的微观因素，近红外谱区的谱带比中红外光谱区的谱带宽比中红外光谱区的谱带宽5. 近红外谱区的范围比中红外谱区小得多，加上谱带宽而复杂，使近红外谱区近红外谱区的范围比中红外谱区小得多，加上谱带宽而复杂，使近红外谱区的谱带严重重叠，

38、难于用常规的方法解析图谱，需要具有先进化学计量学手段的谱带严重重叠，难于用常规的方法解析图谱，需要具有先进化学计量学手段的专用近红外软件支持的专用近红外软件支持近红外光谱特征和近红外光谱解析特点近红外光谱特征和近红外光谱解析特点Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions光光 谱谱 学学 原原 理理700100013001600190022002500波长 (纳米)0.20.40.60.8三级倍频吸收带三级倍频吸收带二级倍频吸收带二级倍频吸收带一级倍频吸收带一级倍频吸收带合频吸收带合频吸收带Dedicated Anal

39、ytical SolutionsDedicated Analytical Solutions随随 波波 长长 变变 化化 的的 一一 些些 因因 素素 变变 化化 趋趋 势势随随 波波 长长 变变 化化 的的 一一 些些 因因 素素 变变 化化 趋趋 势势在在 样样 品品 中中 穿穿 透透波波 带带 叠叠 加加吸吸 光光 度度700nm1100nm1800nm2500nmDedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions近红外检测技术分类近红外检测技术分类光源光源检测器检测器被测样品被测样品光源光源检测器检测器被测样品被测样

40、品Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions近红外检测技术分类近红外检测技术分类Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions近红外检测技术分类近红外检测技术分类Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions近红外检测技术分类近红外检测技术分类Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions近红外检测

41、技术分类近红外检测技术分类Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions近红外光谱分析定标技术介绍近红外光谱分析定标技术介绍Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions未知样品未知样品预测预测近红外检测技术分类近红外检测技术分类Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions近红外分析定标技术分类近红外分析定标技术分类Dedicated Analytical Solution

42、sDedicated Analytical Solutions近红外定标技术近红外定标技术MLRMLR此方法主要用于简单样品，光谱没有叠加通常借助所此方法主要用于简单样品，光谱没有叠加通常借助所分析成分的纯品吸收光谱进行定标波长选定分析成分的纯品吸收光谱进行定标波长选定所选定的波长具有经验性和近似性所选定的波长具有经验性和近似性，在全谱带农产品在全谱带农产品近红外分析中已不使用，目前主要用于滤光片式近红近红外分析中已不使用，目前主要用于滤光片式近红外定标外定标由于不同农产品各成分随基体组分的变化产生吸收峰由于不同农产品各成分随基体组分的变化产生吸收峰漂移，因此滤光片式近红外在采用漂移，因此滤光

43、片式近红外在采用MLR对农产品近红对农产品近红外定标时误差较大外定标时误差较大MLR MLR 多元线性回归多元线性回归Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions近红外定标技术近红外定标技术PLSPLS采用主成分分析技术将光谱数据转化为主成分数据，采用主成分分析技术将光谱数据转化为主成分数据，然后和化学分析数据相关联进行定标建模，然后和化学分析数据相关联进行定标建模，是目前近是目前近红外分析较常使用的方法红外分析较常使用的方法处理的数据库大小有一定限度（几百个为宜）。过大处理的数据库大小有一定限度（几百个为宜）。过大的

44、样品数据库存在吸收非线性，分析存在误差的样品数据库存在吸收非线性，分析存在误差PLS PLS 偏最小二乘法偏最小二乘法Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions近红外定标技术近红外定标技术PLSPLS光谱量化技术应用光谱量化技术应用FOSSFOSS公司在使用公司在使用PLSPLS方法进行定标开发和升级时所使用的专利技术方法进行定标开发和升级时所使用的专利技术，可以在比较庞大的数据库中筛选出具有代表性的样品进行定可以在比较庞大的数据库中筛选出具有代表性的样品进行定标运算而不降低所得定标模型的效果；标运算而不降低所得定标

45、模型的效果；在已获得模型的实际使用中，还可以比较被分析样品和定标在已获得模型的实际使用中，还可以比较被分析样品和定标样品集的相似程度和位置关系，有针对性地收集与原有样品差样品集的相似程度和位置关系，有针对性地收集与原有样品差异较大的样品对定标模型进行升级完善。异较大的样品对定标模型进行升级完善。Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions近红外光谱分析技术近红外光谱分析技术光谱量化应用光谱量化应用Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical SolutionsGl

46、obal H = 3.0Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions近红外光谱分析技术近红外光谱分析技术光谱量化应用光谱量化应用Global H = 3.0Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical SolutionsGlobal H = 3.0NeighborhoodH = 0.6Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical SolutionsGlobal H = 3.0NeighborhoodH = 0

47、.6Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions近红外光谱分析技术近红外光谱分析技术光谱量化应用光谱量化应用Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions近红外光谱分析技术近红外光谱分析技术光谱量化应用光谱量化应用Global H = 3.0NeighborhoodH = 0.6Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions近红外定标技术近红外定标技术ANNANN非线性定标

48、技术非线性定标技术处理大样品数据库处理大样品数据库模型的适用范围广模型的适用范围广减少或降低定标模型的减少或降低定标模型的调整工作调整工作InputlayerHiddenlayerOutputlayerUnits/NodesANN ANN 人工神经网络技术人工神经网络技术Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions近红外定标技术近红外定标技术ANNANN解决定标面临的吸收非线性问题解决定标面临的吸收非线性问题处理大的数据库，不会出现因数据库庞大而造成的处理大的数据库，不会出现因数据库庞大而造成的定标误差大或者过拟和的问

49、题定标误差大或者过拟和的问题大数据库定标可以提高定标测试的适用范围，原定大数据库定标可以提高定标测试的适用范围，原定标基本不需要调整；向原定标中添加新样品时，不标基本不需要调整；向原定标中添加新样品时，不影响原定标的测试准确度影响原定标的测试准确度ANNANN定标意味着近红外定标即装即用定标意味着近红外定标即装即用ANN ANN 人工神经网络技术人工神经网络技术Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions近红外定标技术小结近红外定标技术小结MLRMLRPLSPLSANNANN定标时可处理定标时可处理的样品数据量的样品数

50、据量小小30 100 定标所处理样定标所处理样品量品量需要多个不同需要多个不同的定标的定标大大100 1000定标所处理定标所处理样品量样品量很大很大定标最少需要定标最少需要 1000 1000 份样品份样品一个定标可覆盖一个定标可覆盖宽泛围的样品地宽泛围的样品地域变异域变异传输性传输性差差好好很好很好应用性应用性有限有限大大很大很大全球范围定标全球范围定标Dedicated Analytical SolutionsDedicated Analytical Solutions 近红外技术的定标过程近红外技术的定标过程及应用图例及应用图例Dedicated Analytical Solution