傅立葉變換近紅外光譜儀常見(jiàn)問(wèn)題解答
傅立葉變換近紅外光譜儀在煙草工業(yè)中的應用分為定量分析和定性分析兩部分。定量分析主要分析初烤煙、復烤煙和煙絲中的總糖、還原糖、總氮、煙堿、氯、鉀、水份和淀粉等,還能分析制絲過(guò)程中煙絲的PH值和揮發(fā)堿等。定性分析現在主要用于產(chǎn)地鑒別、真假煙的鑒定及等級分類(lèi)。
在線(xiàn)的傅立葉變換近紅外光譜儀可以用于制絲生產(chǎn)線(xiàn)或打葉生產(chǎn)線(xiàn)上在線(xiàn)快速分析。
2.近紅外的應用和發(fā)展前景如何?
卷煙企業(yè)需要對進(jìn)廠(chǎng)復烤煙的化學(xué)成分進(jìn)行快速分析,以滿(mǎn)足配方的要求,用于常規濕化學(xué)方法的分析速度慢,而且對操作人員的素質(zhì)要求高,很難滿(mǎn)足快速分析的要求。國內許多煙草企業(yè)看到了近紅外分析的優(yōu)勢,有些已經(jīng)購進(jìn)并實(shí)際應用,另外許多則開(kāi)始關(guān)注和考察。相信隨著(zhù)人們對它的認識逐步加深,其應用范圍會(huì )越來(lái)越廣泛并成為必不可少的分析手段2002年國家煙草專(zhuān)賣(mài)局要求打葉復烤企業(yè)的復烤煙必須注明主要成分的含量,近紅外儀器分析速度快、精確度高、操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)充分滿(mǎn)足了打葉復烤企業(yè)的需要。
3.與其他的檢測方法相比,近紅外檢測具有那些優(yōu)勢?
a)分析速度快,一般分析一個(gè)樣品的時(shí)間為1分鐘。
b)不需要對樣品進(jìn)行化學(xué)處理,分析步驟簡(jiǎn)單。
c)無(wú)消耗品,無(wú)環(huán)境污染,不破壞樣品,經(jīng)濟無(wú)浪費。
d)一次測試能夠同時(shí)得到多種成分或指標,甚至開(kāi)發(fā)多種新指標而沒(méi)有所謂“通道”限制。
e)操作簡(jiǎn)單,對人員素質(zhì)無(wú)特殊要求。
f)分析結果的精確度比濕化學(xué)方法高,準確度的統計結果接近建立模型的標準方法的誤差。
因為儀器具有優(yōu)異的穩定性,高重現性,操作環(huán)節少,所以數據更可靠。
g)儀器用途廣泛,能夠放到現場(chǎng)使用,甚至能夠在線(xiàn)實(shí)時(shí)檢測。
h)可檢測的樣品廣泛,通常是固態(tài)的片煙、煙絲或粉末,也可以擴展到液態(tài),還可開(kāi)發(fā)檢測
其他輔料的方法。在輔助品吸、真假鑒別方面也取得了可喜的進(jìn)展。
i)可透過(guò)玻璃或塑料袋直接測量樣品。
j)通過(guò)模型傳遞,實(shí)現多用戶(hù)采用同一檢測基準,消除了個(gè)體差異,使數據更有說(shuō)服力。
4.為什么在我國傅立葉變換近紅外光譜儀最近幾年才得以真正廣泛的應用?
我國在七八十年代有著(zhù)兩次深刻的教訓,當時(shí)引進(jìn)了大批近紅外儀器,大批設備沒(méi)有得到很好的應用,中國近紅外應用的發(fā)展一度陷入“低谷”。主要由幾個(gè)方面的原因造成:
1)硬件方面的局限性:現代傅立葉變換技術(shù)的應用是近紅外發(fā)展歷史的一次革命,遺憾的是當時(shí)我們引進(jìn)的主要是傳統濾光片型、光柵型和傅立葉偏振干涉近紅外儀器,它們與現代傅立葉變換近紅外相比,在性能上有很大差異:
-波長(cháng)準確度要低一個(gè)數量級;
-其結構決定掃描速度低,應用受到很大的限制;
-光譜分辨率受狹縫限制,較現代傅立葉變換近紅外光譜儀低一個(gè)數量級;
-很容易受自然雜散光干擾,使得檢測結果失真,而后者只檢測干涉光,不受雜散光影響;
-由于光通量小,掃描速度低,故信噪比和檢測限較差,因此低含量組份的干擾因素。
2)軟件方面的局限性:由于計算機性能、軟件開(kāi)發(fā)水平以及化學(xué)計量學(xué)的研究有限,在多組份信息提取技術(shù)、數據模型的智能優(yōu)化、檢測條件自動(dòng)優(yōu)化以及自我診斷和信息傳輸等方面或者處于空白,或者力不從心。
3)缺少強有力的技術(shù)支持:當時(shí)沒(méi)有充分意識到這一點(diǎn)的重要性,在引進(jìn)消化與硬件相配套的軟件、技術(shù)方面做的工作很有限,在設備維護、應用開(kāi)發(fā)、培訓交流方面也沒(méi)有深層次的與國外進(jìn)行合作,因此對儀器的理解不夠深刻,應用方面有些孤立無(wú)援。直到1997年,布魯克公司在中國正式推出傅立葉變換近紅外光譜儀,才真正從根本上改變了這一局面。4年來(lái),公司組建了應用開(kāi)發(fā)實(shí)驗室和技術(shù)支持專(zhuān)家組,并成立了用戶(hù)協(xié)作網(wǎng)系統,真正做到應用技術(shù)支持和應用技術(shù)“本地化”,與中國的用戶(hù)共同開(kāi)發(fā),使傅立葉近紅外儀器在許多領(lǐng)域得到應用推廣和發(fā)展。
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