近红外光谱仪哪个好

 

面对市场上琳琅满目的近红外光谱仪产品，很多用户为问近红外光谱仪哪个好，其实，仪器好不好的根本在于适合不适合您的使用。

近红外光谱NIR是近些年来发展最为迅速的高新分析技术之一，它具有快速、高效、无损和适合在线分析等诸多优点，在农业、制药和石化等领域得到广泛的应用，取得了很好的业绩。NIR技术的一个重要特点是实现了近红外光谱仪、化学计量学软件和分析模型的一体化见图。而性能稳定可靠的近红外光谱仪是该技术的基础和前提。

上世纪70年代初，Dicker-John公司推出第一台商品化近红外反射分析光谱仪。80年代中后期，NIR光谱仪的研究和应用日趋活跃，各仪器厂家也开始批量生产各种不同分光方式及不同用途的NIR仪器。至今，NIR光谱仪的发展已走过50多年的历程，其间仪器的设计方式、性能和测量方法发生了很大的变化，主要技术指标有了很大的提高并趋于稳定，理论框架和制作技术已趋成熟。

目前，NIR已成为一种优秀且具有良好性价比的实用分析工具。据不完全统计，国内外有30多个厂家在生产不同用途的NIR仪器，如通用型、专用型便携式和在线过程分析用仪器等。本文主要介绍国内外商品化近红外光谱仪的现状及今后的发展趋势。

国外近红外光谱仪技术指标和仪器性能

NIR光谱技术应用的成功与否取决于分析模型的准确性、通用性、稳定性和可靠性。而分析模型的可靠性，一方面与样品的代表性有关，另一方面与仪器的稳定性和重现性有直接的关系。因此，国外各大生产厂商一直在追求仪器的高信噪比、髙稳定性以及仪器间的高度一致性，这些通过仪器信噪比、波长(波数)准确性和重现性、光度重现性等技术指标体现出来。

在仪器噪声方面，有些仪器如ABB公司MB360近红外光谱仪的零基线噪声（空白对空白，lmin扫描，分辨率16cm-1)已小于5.0X10-6AU。波长（波数）准确性和重复性分别达到士0.03cm-1(1250nm处为0.005nm)和0.006cm-1(10次测量的标准偏差）。

为了保证仪器间的一致性（仪器硬件的标准化），少数几家公司，如Thermo和ABB等，还提出了波长(波数)再现性和吸光度再现性指标，如要求不同仪器之间波长（波数）差异小于0.05cm-1(1250nm处为0.008nm)，甲苯在不同仪器之间的吸光度差异小于0.002AU(光程为0.5cm，甲苯，28°C，分辨率为2cm-1，扫描50次，4200~7500cm-1）。这些技术指标保证了分析模型的通用性，光谱或分析结果不需要经过任何的数学处理，便可在不同仪器上得到一致的结果，避免了每台仪器重复建模等繁琐工作，真正实现了分析模型的硬拷贝（即实现modeltransport，而非n.odeltransfer)。

此外，在光源和潋光器的稳定性和使用寿命、数据采奐和通讯，检测器控温精度等指标方面也有较大的提高，如光源的使用寿命可长达10年等。仪器备件的更换（如光源、激光管或干燥剂）也非常方便，如光源的更换无需准直等。另外，这些仪器大都具有完善和智能化的自检功能，可对光能量、噪声、波长准确性和光度准确性等关键技术指标进行自检，以保证仪器处于正常运行状态。

国外近红外光谱仪测量附件

为了适合各种物态样品的测量，国外各大仪器厂商都开发出了髙效、形式多样的专用NIR测量附件，如用于固体颗粒和粉末测量的积分球、药片（或胶囊）漫透射测量附件、单籽粒样品杯、恒温透射样品仓(一次性样品瓶）以及透射式或漫反射式光纤探头等。在测量顆粒或粉末状样品时，测量附件往往可以旋转或上下往复移动，以保证光谱更具代表性。液体样品的近红外光谱分析对温度较为敏感，因此液体测量附件往往采用恒温方式。这些附件大都采用模块化设计，操作软件能自动识别附件的类型，用户可根据实际需要选配不同的测量附件。有些仪器还配置了有几十个样品放置位置的自动进样器，可对大量样品进行自动测试。

在在线测量仪器方面，由于近年来过程分析技术(PAT)在制药等领域中的应用，不少公司针对特定行业的应用，开发出了多种在线测量附件，如不同材质和规格的流通池、光纤探头及专用漫反射附件等，以适应不同物态样品（如液体、粘稠体、涂层、粉末和颗粒等）在不同条件下（高温、高压和强腐蚀等）
的在线测量。目前几乎任何样品类型，都可以找到合适的在线测量附件。这些附件可以直接安装在工业生产线上（in-line)，或经过样品预处理系统处理后对样品进行在线测量（on-line)。此外，少数公司如ABB和Yokogawa还提供完整的工程化样品预处理系统，也可以根据检测对象设计专用的预处理系统。

国产国外近红外光谱仪现状

我国NIR光谱仪研制起步较晚，目前国内生产商品化NIR光谱仪的厂家主要有北京英贤仪器有限公司、北京瑞利分析仪器公司、上海棱光技术有限公司、南京中地仪器有限公司等。此外，中科院长春光机所、中国农业大学、天津大学和北京华夏科创仪器技术有限公司等也正在开发NIR光谱仪。

北京英贤仪器有限公司以阵列检测器为主，生产用于油品和奶制品检测的透射式NIR光谱仪，已在国内几十家炼油厂和部队得到应用:在此基础上还开发出用于油品分析的在线NiK光谱仪，并在MTBE、催化重整和汽油调台等装置上得到推广应用，在石化领域贏得了一定的客户群，近期又在中药在线分析领域得到应用，享有一定的品牌效应。北京瑞利分析仪器公司生产傅立叶变换NIR光谱仪。上海棱光技术有限公司和南京中地仪器有限公司则采用光栅扫描方式，分别生产用于农产品品质分析的N1R光谱仪和用于矿物分析的便携式NIR光谱仪。

近些年我国在NIR光谱仪研制和生产方面取得了一定成绩，从仪器生产、技术应用到售后技术服务，初步形成了一套合理的发展模式，建立了NIR分析技术的研究开发和制造基地，制定了设计、加工、集成、装配、调校和评价等行业技术标准，为NIR分析技术的可持续发展创造了良好条件，积累了丰富的实践经验，形成了NIR光谱仪产业的雏形，具有良好的发展势头。

但值得注意的是，国产NIR光谱仪在一些关键技术指标方面（如信噪比、仪器间一致性等）与国际先进水平相比还存在相当的差距，由于仪器间一致性较差，很难建立通用的分析模型，阻碍了NIR技术的进一步推广。此外，仪器的主要核心部件，如检测器、光纤等还依赖于进口，基础加工工艺相对落后，用于测量不同类型样品的附件不够完善，在光谱仪整体性能指标和仪器智能化方面还有待提高等。

今后需要从以下几个方面开展工作：（1)关键部件的研制，如检测器、光源和积分球等；（2)机加工、装配和调试工艺的提髙，如光纤及其耦合接口、光学平台、干涉仪等；（3)仪器整体优化设计，如测量附件模块化和智能化、光学平台及光路、电路和电子器件、仪器外观和材质，以及硬件控制和数据采集软件等；(4)专用测量附件的研制，以及仪器和部件性能测试与评价体系的建立等。

结束语

从NIR光谱仪自身特点和国内外仪器产品更新换代的发展轨迹可以看出，NIR光谱仪一直是沿着髙信噪比、高稳定性、仪器间高一致性和方便采样(多测量附件）的方向发展：并向在线过程分析仪方向发展。与此同时，仪骼的设计采用了一些最新的光学原理和加工技术（如fvIEMS)，使仪器更趋小型化和专用化。除仪器硬件外，国外各大公司都在某聋领域（如农业、石化）积极建立适应范围相对较宽的分析模型，以减少用户建模和模型维护的工作量。为了使这些分析模型能够在不同厂家仪器上通用，不同生产厂家仪器间的一致性（标准化）问题也受到越来越多的关注。

当前我国NIR光谱仪应朝着两个方向发展：一是引进国外关键部件和技术，利用国内已形成的技术平台，进行组装和调试，研发必要的测量附件以及在线样品预处理系统，并配备化学计量学软件和分析模型，形成具有我国特色的NIR光谱分析的成套技术，尤其是成套的工程化在线NIR分析技术工艺包和专用分析仪；二是在技术引进基础上，掌握产品设计、制造工艺、质量和生产管理等各个环节的软件、硬件技术，同时研发关键部件，生产具有我国完全自主知识产权的N1R光谱仪器，真正实现从中国制造到中国创造的转变。