淺析近紅外光譜儀的技術優勢

　　【近紅外光譜儀】近紅外光可以通過光纖進行遠距離傳輸，可以實現距光譜儀以外的遠距離測量，可將測量探頭或流通池直接安裝到生產裝置的管線，實現在線測量，或環境苛刻以及危險的地方的現場測量。一臺在線近紅外光譜儀可以外接多路（2~10 路）光纖回路，實現同時對生產裝置的多個測量點的物料在線測量。在線測量數據可直接輸送到 DCS 或先進控制系統，為生產的優化及時提供油品的質量參數。與其它在線測量儀表提供的參數（如壓力、流量和溫度等變量）相比，在線近紅外分析提供的數據（如組成或性質）是直接質量參數，對生產的優化提供更準確和有益的參考信息。

　　近紅外分析與常規的標準分析方法配合使用，起到雙方互補的作用，不僅能夠及時向生產控制部門提供分析數據，同時也節省了大量分析化驗費用（包括人力、設備，和試劑等）；在線近紅外分析與 DCS 連接，直接給控制系統提供數據，據此進行生產優化得到的經濟效益是巨大的；與其它在線儀表相比，近紅外光譜儀運行故障率和消耗均很低。

　　近紅外光譜儀分析方法包括校正和預測兩個過程：

　　（1）在校正過程中，收集一定量有代表性的樣品（一般需要80個樣品以上），在測量其光譜圖的同時，近紅外光譜儀根據需要使用有關標準分析方法進行測量，得到樣品的各種質量參數，稱之為參考數據。通過化學計量學對光譜進行處理，并將其與參考數據關聯，這樣在光譜圖和其參考數據之間建立起一一對應映射關系，通常稱之為模型。雖然建立模型所使用的樣本數目很有限，但通過化學計量學處理得到的模型應具有較強的普適性。近紅外光譜儀對于建立模型所使用的校正方法視樣品光譜與待分析的性質關系不同而異，常用的有多元線性回歸，主成分回歸，偏小二乘，人工神經網絡和拓撲方法等。顯然，模型所適用的范圍越寬越好，但是模型的范圍大小與建立模型所使用的校正方法有關，與待測的性質數據有關，還與測量所要求達到的分析精度范圍有關。實際應用中，建立模型都是通過化學計量學軟件實現的，并且有嚴格的規范（如ASTM6500標準）。

　　（2）在預測過程中，首先使用近紅外光譜儀測定待測樣品的光譜圖，通過軟件自動對模型庫進行檢索，選擇正確模型計算待測質量參數。