近紅外光譜的實驗裝置

A. 近紅外光譜儀器

轉載：《分析測試網路網》關於近紅外光譜儀器的主要性能指標

一、波長范圍：

儀器的波長范圍是指近紅外光譜儀所能記錄的光譜范圍。對任何一台特定的近紅外光譜儀器，都會有其特定的光譜范圍，光譜范圍主要取決於儀器的光路設計、分光種類、檢測器的類型以及光源。通用型近紅外光譜儀器往往覆蓋了整個近紅外的光譜范圍12000-4000cm-1（800-2500nm）。

二、解析度（Resolution）：

近紅外光譜儀的解析度是指儀器對於緊密相鄰的峰可以分辨的最小波長間隔，表示儀器實際分開相鄰峰的能力，即ν/△ν或（λ/△λ）,ν為兩峰中任一峰的波數，△ν為兩峰波數之差。它是最主要的儀器指標之一，也是儀器質量的綜合反映。

儀器的解析度主要取決於儀器分光系統的性能。對於色散型儀器而言，其解析度取決於分光後狹縫截取的波段精度，狹縫越小截取的波段越窄，解析度越高。但隨之而來的是能量急劇下降，靈敏度不斷降低，為了兼顧檢出靈敏度，就不能讓狹縫無限制地縮小來提高解析度，因此，要想讓色散型的儀器解析度達到0.1cm- 1，又能得到一張質量良好的譜圖是很困難的事。而對於傅里葉型的近紅外光譜儀，由於有多路通過的特點，無狹縫的限制，因此儀器的解析度僅取決於干涉采樣數據點的多少，即取決於動鏡移動的距離，由於動鏡的移動由激光控制，因此可以很輕松地得到一張高質量、高解析度的譜圖。

三、准確性（Accuracy）：

近紅外光譜儀的准確性包括波長准確性和光度准確性兩部分。

波長准確度指測定時儀器顯示的波長值和分光系統實際輸出的單色光的波長值之間的符合程度。波長准確度一般用波長誤差，即上述兩值之差來表示。由於近紅外分析是用已知樣品所建立的模型來分析未知樣品的，如果儀器的波長准確度不能保證，則不同測定光譜就會因儀器波長的移動（即X軸發生了平移），而使整組光譜數據產生偏移，進而造成分析結果的誤差。因此保證波長准確度不僅是近紅外光譜儀能夠准確測試樣品的前提，也是保證分析結果准確的前提，更是保證模型能夠准確傳遞的前提。儀器的波長准確度主要取決於其光學系統的結構，此外還會受到環境溫度的影響。濾光片型近紅外光譜儀和色散型近紅外光譜儀受其關心光學系統結構的限制，其波長准確度較低，使用中需要經常用已知波長且性質穩定的標准物質對儀器進行校正。相比之下，傅里葉近紅外光譜儀的光學系統結構簡單，干涉儀單色性能極好的氦-氖干涉系統作為采樣標尺，且內部一般還裝有波長校準系統，因此儀器的波長准確度一般都非常高。

光度准確性指儀器對某物質進行測量時，測得的光度值與該物質真實值之差。儀器ideas光度准確性主要由檢測器、放大器、信號處理電路的非線性引起，在光譜圖中表現為Y軸的誤差，通常直接影響近紅外定量分析結果的准確性。

四、精密度（Precision）：

精密度反映不同次實驗的重現程度，但不一定是正確值。近紅外光譜儀的波長精密性是體現儀器穩定性的最重要指標。波長精密度又被稱為波長重復性，是表徵對同一樣品進行多次掃描測定時，樣品光譜峰位置的差異或重復性。通常用規定的測試條件下，對某一樣品多次測量所得到的譜峰波長的標准差來表示。波長精密度主要取決於儀器光學系統的可動部件越少，儀器的波長精密度越高。

五、信噪比（Signal to noise ratio）：

信噪比是指樣品吸光度與儀器吸光度雜訊的比值。儀器吸光度雜訊可通過在一定的測試條件下，在確定的波長范圍內對空白相應變化的分析獲得，用其最大雜訊峰值或該波長范圍內所有雜訊峰值的均方根值（RMS）表徵，通常採用峰值表徵更為直觀。當在確定的波長范圍內對同一樣品進行多次測量時，儀器吸光度雜訊表現為測得的樣品吸光度的標准差。儀器的雜訊主要取決於儀器光源的穩定性、電子系統的雜訊、檢測器產生的雜訊以及環境影響所產生的雜訊，如電子系統設計不良、儀器接地不良、外界電磁干擾等因素都會使儀器的雜訊增大。近紅外光譜分析是一門弱信號分析技術，即從一個很強的背景信號中提取出相對較弱的有用信息，得到分析結果，因此信噪比是近紅外光譜儀器非常重要的指標之一，直接影響分析結果的准確度和精確度。

六、雜散光（Stray radiation）

雜散光是指達到檢測器的除去所需波長的分析光以外的其他波長的光。通常以沒有吸收樣品時達到檢測器的總能量或總功率的百分率來表示。雜散光主要是由於光學器件表面的缺陷、光學系統設計不良以及機械零件表面處理不佳等因素引起，尤其在色散型近紅外光譜儀器的設計中，對雜散光的控制非常關鍵，其往往是導致儀器測量出現非線性的主要原因。雜散光的存在，使測出的吸光值比真實值低。在強吸收譜帶處，雜散光造成的影響是嚴重的，甚至導致錯誤的結論，但其對高透過率的弱譜帶的影響較小。由於光源長波部分的輻射能量小，因而光源輻射能量大的短波部分的散射光會在長波區造成較大的影響。抗雜散光能力越強，儀器的靈敏度越高。傅里葉型近紅外光譜檢測器上檢測到的信號，不是光的實際信號，而是按照f=2vν（其中f—調制頻率；v—動鏡移動速度；ν—波數）調制的聲頻信號，故外界的高雜散光不會干擾檢測，可當作直流分量處理。一般情況下，傅里葉型儀器的雜散光信號可以忽略不計，只有在考察光柵型儀器時才需要考慮這個指標。

七、軟體功能以及數據處理能力：

軟體是現代近紅外光譜儀器的重要組成部分，軟體一般由光譜採集軟體和化學計量學處理軟體兩部分組成。光譜採集軟體通常由儀器的設計所決定，而化學計量學軟體和使用者的日常工作關系密切。光譜化學計量學軟體一般由譜圖的預處理、建立定性或定量校正模型和未知樣品的預測三大部分組成。不同公司 的儀器裝載的化學計量學軟體差異較大。有些軟體的智能化程度較高，可以推薦最佳主成分維數等指標，適合初學者和從事科研的科學工作者使用；有些軟體的智能化程度則差些，僅僅適合經驗豐富的使用者。

在近紅外光譜儀的使用過程中，如何對其各項性能進行客觀的評價是分析工作者要考慮的問題，在對一台近紅外光譜儀進行客觀評價時，要注意下列的性能指標。

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B. 紫外可見近紅外光譜儀與近紅外光譜儀應用上有什麼區別

========================================================= 近紅外漫反射技術測定精氨酸阿司匹林的含量 原理：近紅外定量分析需要一個待測成分已知的標准樣品集(簡稱標樣集)，根據標樣集中樣品的近紅外光譜運用化學計量學方法建立光譜特徵值(如吸光度)與待測成分之間的數學關系(簡稱數學模型)。當測定未知樣品時，只需測定該樣品的近紅外光譜，然後用已建好的數學模型預測出待測成分的含量。與常規的光譜定量分析不同之處是，近紅外光譜分析時所用樣品可以不經預處理，通過求解光譜矩陣與待測成分的濃度矩陣來建立數學模型，進行定量。檢測固體樣品一般採用漫反射技術，對於液體樣品的檢測用透射方法。建立數學模型的方法主要有：多元線性回歸、主成分法、偏最小二乘法等。貼演算法相對而言是一種較新的多元數據處理技術，它與逐步回歸、主成分回歸的顯著差異在於考慮全譜區各波長是光譜參數的同時，還兼顧了被分析樣品內部各成分之間的關系，因此在nir分析中得到廣泛應用。 儀器：bruker公司vector22/n近紅外光譜儀,帶漫反射光纖探頭波長區間4000-11000cm-1 樣品: 精氨酸阿司匹林固體粉末含阿司匹林48．0％-53．0％, 蔗糖酯(片劑輔料，作為潤滑劑) 實驗方法：用1／1000扭力天平準確稱取不同比例的精氨酸阿司匹林與蔗糖酯，共10份，分別混合均勻，用壓片機壓片，得到精氨酸阿司匹林含量不同的片劑(以此含量做為精氨酸阿司匹林片的理論含量一真值)，每種各100片。從每種100片中隨機選取10片，用儀器的漫反射光纖探頭壓住葯片，每片正反面各測1次，取平均光譜做為樣品光譜。掃描區間為4000-11000cm-1，解析度為8cm-1。用bruker公司bruker公司quant/2軟體分析，光譜數據採用加性散射校正預處理，以消除葯片表面不同引起的誤差，即可得到測量值。 =========================================================

C. 近紅外光譜儀有什麼需要注意的事項

近紅外光譜儀的注意事項有以下10條：

1、測定時實驗室的溫度應在15～30℃，相對濕度應在65%以下，所用電源應配備有穩壓裝置和接地線。因要嚴格控制室內的相對濕度，因此紅外實驗室的面積不要太大，能放得下必須的儀器設備即可，但室內一定要有除濕裝置。

2、如所用的是單光朿型傅里葉紅外分光光度計(目前應用最多)，實驗室里的CO2含量不能太高，因此實驗室里的人數應盡量少，無關人員最好不要進入，還要注意適當通風換氣。

3、如供試品為鹽酸鹽，因考慮到在壓片過程中可能出現的離子交換現象，標准規定用氯化鉀(也同溴化鉀一樣預處理後使用)代替溴化鉀進行壓片，但也可比較氯化鉀壓片和溴化鉀壓片後測得的光譜，如二者沒有區別，則可使用溴化鉀進行壓片。

4、為防止儀器受潮而影響使用壽命，紅外實驗室應經常保持乾燥，即使儀器不用，也應每周開機至少兩次，每次半天，同時開除濕機除濕。特別是霉雨季節，最好是能每天開除濕機。

5、紅外光譜測定最常用的試樣制備方法是溴化鉀(KBr)壓片法(葯典收載品種90%以上用此法)，因此為減少對測定的影響，所用KBr最好應為光學試劑級，至少也要分析純級。使用前應適當研細(200目以下)，並在120℃以上烘4小時以上後置乾燥器中備用。如發現結塊，則應重新乾燥。制備好的空KBr片應透明，與空氣相比，透光率應在75%以上。

6、壓片法時取用的供試品量一般為1～2mg，因不可能用天平稱量後加入，並且每種樣品的對紅外光的吸收程度不一致，故常憑經驗取用。一般要求所沒得的光譜圖中絕大多數吸收峰處於10%～80%透光率范圍在內。最強吸收峰的透光率如太大(如大於30%)，則說明取樣量太少；相反，如最強吸收峰為接近透光率為0%，且為平頭峰，則說明取樣量太多，此時均應調整取樣量後重新測定。

7、測定用樣品應乾燥，否則應在研細後置紅外燈下烘幾分鍾使乾燥。試樣研好並具在模具中裝好後，應與真空泵相連後抽真空至少2分鍾，以使試樣中的水分進一步被抽走，然後再加壓到0.8～1GPa(8～10T/cm2)後維持2～5min。不抽真空將影響片子的透明度。

8、壓片時KBr的取用量一般為200mg左右(也是憑經驗)，應根據製片後的片子厚度來控制KBr的量，一般片子厚度應在0.5mm以下，厚度大於0.5mm時，常可在光譜上觀察到干涉條紋，對供試品光譜產生干擾。

9、壓片時，應先取供試品研細後再加入KBr再次研細研勻，這樣比較容易混勻。研磨所用的應為瑪瑙研缽，因玻璃研缽內表面比較粗糙，易粘附樣品。研磨時應按同一方向(順時針或逆時針)均勻用力，如不按同一方向研磨，有可能在研磨過程中使供試品產生轉晶，從而影響測定結果。研磨力度不用太大，研磨到試樣中不再有肉眼可見的小粒子即可。試樣研好後，應通過一小的漏鬥倒入到壓片模具中(因模具口較小，直接倒入較難)，並盡量把試樣鋪均勻，否則壓片後試樣少的地方的透明度要比試樣多的地方的低，並因此對測定產生影響。另外，如壓好的片子上出現不透明的小白點，則說明研好的試樣中有未研細的小粒子，應重新壓片。

10、壓片用模具用後應立即把各部分擦乾凈，必要時用水清洗干凈並擦乾，置乾燥器中保存，以免銹蝕。

以上內容便是使用近紅外光譜儀需要注意的事項！查看原文>>

D. 近紅外光譜儀的簡介

近紅外光譜技術（NIR）是 90 年代以來發展最快、最引人注目的分析技術之一。隨著 NIR 分析方法的深入應用和發展，已逐漸得到大眾的普遍接受和官方的認可。 1978年美國和加大就採用近紅外法作為分析小麥蛋白質的標准方法， 1998 年美國材料試驗學會制訂了近紅外光譜測定多元醇（聚亞安酯原材料）中羥值含量的ASTM D6342 標准方法。2003年，在我國也正式實施了近紅外光譜方法測定飼料中水分、粗蛋白質、粗纖維、粗脂肪、賴氨酸、蛋氨酸的國家標准 GB/T 188682002
由於近紅外光在常規光纖中有良好的傳輸特性，且其儀器較簡單、分析速度快、非破壞性和樣品制備量小、幾乎適合各類樣品（液體、粘稠體、塗層、粉末和固體）分析、多組分多通道同時測定等特點，成為在線分析儀表中的一枝奇葩。近幾年，隨著化學計量學、光纖和計算機技術的發展，在線近紅外光譜分析技術正以驚人的速度應用於包括農牧、食品、化工、石化、制葯、煙草等在內的許多領域，為科研、教學以及生產過程式控制制提供了一個十分廣闊的使用空間。

E. 近紅外顯微光譜儀具有怎樣的特性

測定時實驗室的溫度應在15～30℃，相對濕度應在65%以下，所用電源應配備有穩壓裝置和接地線。因要嚴格控制室內的相對濕度，因此紅外實驗室的面積不要太大，能放得下必須的儀器設備即可，但室內一定要有除濕裝置。

F. 近紅外光譜分析儀的組成

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、聲光可調濾光器和陣列檢測五種類型。
濾光片型主要作專用分析儀器，如糧食水分測定儀。由於濾光片數量有限，很難分析復雜體系的樣品。光柵掃描式具有較高的信噪比和解析度。由於儀器中的可動部件（如光柵軸）在連續高強度的運行中可能存在磨損問題，從而影響光譜採集的可靠性，不太適合於在線分析。傅立葉變換近紅外光譜儀是具有較高的解析度和掃描速度，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。聲光可調濾光器是採用雙折射晶體，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。但目前這類儀器的解析度相對較低，價格也較高。
隨著陣列檢測器件生產技術的日趨成熟，採用固定光路、光柵分光、陣列檢測器構成的NIR儀器，以其性能穩定、掃描速度快、解析度高、信噪比高以及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陣列檢測器中，常用的有電荷耦合器件（CCD）和二極體陣列（PDA）兩種類型，其中Si基CCD多用於近紅外短波區域的光譜儀，InGaAs基PDA檢測器則用於長波近紅外區域。
近紅外光譜儀器的主要性能指標

在近紅外光譜儀器的選型或使用過程中，考慮儀器的哪些指標來滿足分析的使用要求，這是分析工作者需要考慮的問題。對一台近紅外光譜儀器進行評價時，必須要了解儀器的主要性能指標，下面就簡單做一下介紹。

1、儀器的波長范圍
對任何一台特定的近紅外光譜儀器，都有其有效的光譜范圍，光譜范圍主要取決於儀器的光路設計、檢測器的類型以及光源。近紅外光譜儀器的波長范圍通常分兩段，700～1100nm的短波近紅外光譜區域和1100～2500nm的長波近紅外光譜區域。

2、光譜的解析度
光譜的解析度主要取決於光譜儀器的分光系統，對用多通道檢測器的儀器，還與儀器的像素有關。分光系統的光譜帶寬越窄，其解析度越高，對光柵分光儀器而言，解析度的大小還與狹縫的設計有關。儀器的解析度能否滿足要求，要看儀器的分析對象，即解析度的大小能否滿足樣品信息的提取要求。有些化合物的結構特徵比較接近，要得到准確的分析結果，就要對儀器的解析度提出較高的要求，例如二甲苯異構體的分析，一般要求儀器的解析度好於1nm。[1]
3、波長准確性
光譜儀器波長准確性是指儀器測定標准物質某一譜峰的波長與該譜峰的標定波長之差。波長的准確性對保證近紅外光譜儀器間的模型傳遞非常重要。為了保證儀器間校正模型的有效傳遞，波長的准確性在短波近紅外范圍要求好於0.5nm，長波近紅外范圍好於1.5nm。
4、波長重現性
波長的重現性指對樣品進行多次掃描，譜峰位置間的差異，通常用多次測量某一譜峰位置所得波長或波數的標准偏差表示（傅立葉變換的近紅外光譜儀器習慣用波數cm-1表示）。波長重現性是體現儀器穩定性的一個重要指標，對校正模型的建立和模型的傳遞均有較大的影響，同樣也會影響最終分析結果的准確性。一般儀器波長的重現性應好於0.1nm。
5、吸光度准確性
吸光度准確性是指儀器對某標准物質進行透射或漫反射測量，測量的吸光度值與該物質標定值之差。對那些直接用吸光度值進行定量的近紅外方法，吸光度的准確性直接影響測定結果的准確性。
6、吸光度重現性
吸光度重現性指在同一背景下對同一樣品進行多次掃描，各掃描點下不同次測量吸光度之間的差異。通常用多次測量某一譜峰位置所得吸光度的標准偏差表示。吸光度重現性對近紅外檢測來說是一個很重要的指標，它直接影響模型建立的效果和測量的准確性。一般吸光度重現性應在0.001～0.0004A之間。
7、吸光度噪音
吸光度噪音也稱光譜的穩定性，是指在確定的波長范圍內對樣品進行多次掃描，得到光譜的均方差。吸光度噪音是體現儀器穩定性的重要指標。將樣品信號強度與吸光度噪音相比可計算出信噪比。
8、吸光度范圍
吸光度范圍也稱光譜儀的動態范圍，是指儀器測定可用的最高吸光度與最低能檢測到的吸光度之比。吸光度范圍越大，可用於檢測樣品的線性范圍也越大。
9、基線穩定性
基線穩定性是指儀器相對於參比掃描所得基線的平整性，平整性可用基線漂移的大小來衡量。基線的穩定性對我們獲得穩定的光譜有直接的影響。
10、雜散光
雜散光定義為除要求的分析光外其它到達樣品和檢測器的光量總和，是導致儀器測量出現非線性的主要原因，特別對光柵型儀器的設計，雜散光的控制非常重要。雜散光對儀器的噪音、基線及光譜的穩定性均有影響。一般要求雜散光小於透過率的0.1％。
11、掃描速度

掃描速度是指在一定的波長范圍內完成1次掃描所需要的時間。不同設計方式的儀器完成1次掃描所需的時間有很大的差別。例如，電荷耦合器件多通道近紅外光譜儀器完成1次掃描只需20ms，速度很快；一般傅立葉變換儀器的掃描速度在1次/s左右；傳統的光柵掃描型儀器的掃描速度相對較慢，目前較快的掃描速度也不過2次/s左右。

12、數據采樣間隔
采樣間隔是指連續記錄的兩個光譜信號間的波長差。很顯然，間隔越小，樣品信息越豐富，但光譜存儲空間也越大；間隔過大則可能丟失樣品信息，比較合適的數據采樣間隔設計應當小於儀器的解析度。
13、測樣方式
測樣方式在此指儀器可提供的樣品光譜採集形式。有些儀器能提供透射、漫反射、光纖測量等多種光譜採集形式。
14、軟體功能
軟體是現代近紅外光譜儀器的重要組成部分。軟體一般由光譜採集軟體和光譜化學計量學處理軟體兩部分構成。前者不同廠家的儀器沒有很大的區別，而後者在軟體功能設計和內容上則差別很大。光譜化學計量學處理軟體一般由譜圖的預處理、定性或定量校正模型的建立和未知樣品的預測三大部分組成，軟體功能的評價要看軟體的內容能否滿足實際工作的需要。

G. 近紅外光譜的光譜分析

近紅外光譜分析方法的優點為：
1） 分析速度快。近紅外光譜分析儀一旦經過定標後在不到一分鍾的時間內即可完成待測樣品多個組分的同步測量，如果採用二極體列陣型檢測器結合聲光調制型分光器的分析儀，則可在幾秒鍾的時間內給出測量結果，完全可以實現過程在線定量分析。
2） 對樣品無化學污染。待測樣品視顆粒度的不同可能需要簡單的物理制備過程（如磨碎、混合、乾燥等），無需任何化學干預即可完成測量過程，被稱為是一種綠色的分析技術。
3） 儀器操作簡單，對操作員的素質水平要求較低。通過軟體設計可以實現極為簡單的操作要求，在整個測量過程中引入的人為誤差較小。
4） 測量准確度高。盡管該技術與傳統理化分析方法相比精度略遜一籌，但是給出的測量准確度足夠滿足生產過程中質量監控的實際要求，故而非常實用。
5） 分析成本低。由於在整個測量過程中無需任何化學試劑，儀器定標完成後測量是一項非常簡單工作，所以幾乎沒有任何損耗。 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、聲光可調濾光器四種類型。
濾光片型主要作專用分析儀器，如糧食水分測定儀。由於濾光片數量有限，很難分析復雜體系的樣品。
光柵掃描式具有較高的信噪比和解析度。由於儀器中的可動部件（如光柵軸）在連續高強度的運行中可能存在磨損問題，從而影響光譜採集的可靠性，不太適合於在線分析。
傅立葉變換近紅外光譜儀是具有較高的解析度和掃描速度，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。
聲光可調濾光器是採用雙折射晶體，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。但這類儀器的解析度相對較低，價格也較高。
隨著陣列檢測器件生產技術的日趨成熟，採用固定光路、光柵分光、陣列檢測器構成的NIR儀器，以其性能穩定、掃描速度快、解析度高、信噪比高以及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陣列檢測器中，常用的有電荷耦合器件（CCD）和二極體陣列（PDA）兩種類型，其中CCD多用於近紅外短波區域的光譜儀，PDA檢測器則用於長波近紅外區域。 在近紅外光譜圖譜上，依據不同種類物質所含化學成分的不同，含氫基團倍頻與合頻振動頻率不同，則近紅外圖譜的峰位、峰數及峰強是不同的，樣品的化學成分差異越大，圖譜的特徵性差異越強。採用簡易的峰位鑒別可對不同品種的中葯進行鑒別採用峰位鑒別法主要是分析組分相差較大的不同種物質，這種方法直觀、簡便，但對於性質相近的樣品鑒別卻無能為力。因此必須需要其它的方法，如化學計量學方法等來鑒別。
模式識別在六十年代末被引入到化學領域，它基於一個十分直觀的基本假設，即「物以類聚」，認為性質相近的樣本在模式空間中所處的位置相近，它們在空間形成「簇」。模式識別方法具有明顯的優點，它不需要數學模型需要的先驗知識很少擅長處理復雜事物和多元數據等。在實際工作中，經常遇到只需要知道樣品的類別或等級，並不需要知道樣品中含有的組分數與其含量的問題，這時需要應用模式識別法。模式識別法主要用於光譜的定性分析。在近紅外光譜定性分析中常用的模式識別方法很多，有聚類分析、判別分析、主成分分析和人工神經網路方法。
在中草葯及其產品的應用中，模式識別方法主要用於產品的分類與鑒定。系統聚類分析是依據一種事先選定的相似性或非相似性如距離來度量類在分類空間中的距離，再根據譜系圖決定分類結果。逐步聚類分析動態聚類法是依據距離進行分類的一種迭代方法。與系統聚類法相比，它的計算速度快，並節省儲存單元，但需事先指定分類數和適當初定值，每步迭代都對各類的中心凝聚點進行調整並按分類對象與中心的距離之遠近進行歸類，直到不變為止。
主成分分析是一種簡化數據結構、突出主要矛盾的多變數統計分類方法。利用主成分分析可以降低數據的維數，根據主因子得分對樣品進行分類。逐步判別分析能在篩選變數的基礎上建立線性判別模型。篩選是通過檢驗逐步進行的。每一步選取滿足指定水平最顯著的變數，並剔除因新變數的引入而變得不顯著的原引入變數，直到不能引入也不能剔除變數為止。
人工神經網路作為一種智能型演算法，具有很強的非線性映照能力，在非線性多元校正中已顯露出一定的優勢，關於誤差反向傳播神經網路的研究和應用較多。由於具有良好的自組織、自學習和處理復雜非線性問題的能力，因而對於復雜的、非線性的體系，可取得更好的效果，已被用於許多領域。 近紅外光譜分析技術在近幾十年內得到了快速的發展而且在多個應用領域得到了廣泛的認可，它的魅力在於其可以在很短的時間內無需復雜的樣品制備過程即可完成物質成份多組分的同步快速定量分析，並且可以給出很高的分析精度，不產生任何化學污染且分析成本很低，易於在實驗室尤其是工業現場或在線分析領域得到推廣使用。
NIR 定量分析的過程
該技術應用實施過程中需要前期進行一些必要的准備工作，其中包括：
（1） 具有廣泛代表性的定標和預測樣品集的收集和成份理化定量分析；
（2） 定標和預測樣品集的近紅外光譜採集和光譜解析；
（3） 物質各待測成份在近紅外分析儀器上的定標建模和模型優化；
（4） 已有定標模型的實際預測分析。
在以上的前期工作中需要進行較多的實驗驗證，而且需要對近紅外光譜定量分析技術中的每一個環節上全方面考慮多種干擾因素（如溫度、濕度等）的影響。一旦定標模型通過預測檢驗分析後，近紅外光譜分析儀器將在較長的時間內保持很高的穩定性和分析精度，操作人員很容易在較短的時間內掌握該儀器的操作程序，這就是該技術在一個新的應用領域很容易得到推廣的主要優勢所在。但是近紅外分析儀器定標模型精確度會由於環境因素影響、自身器件的老化以及參考標准樣品的變化而發生微小的變化，為了確保分析結果的准確性需要對模型進行周期性的檢驗和修正，這就需要用戶長期擁有檢測樣品的理化分析能力，盡管並不需要太多的工作量，所以近紅外光譜定量分析技術需要其他成份定量分析技術為依託，經常通過少量經過理化分析的新樣品來驗證近紅外定標模型的精確度，這也是該技術的弱點所在。

H. 近紅外光譜儀與液相、氣相色譜儀的區別，

1. 氣相色譜法和高壓液相色譜法都屬於色譜法，
二者的區別是氣相色譜法的載體是氣體，高壓液相色譜法的載體是液體。
原理：混合物中各組分在兩相間的分配。
（各組分先後被載體帶出色譜柱進入檢測池）
特點：高效，選擇性好, 操作簡單，靈敏度高，可用於痕量分析( <ppm )
缺點：（1）氣相色譜法只能檢測氣體或易汽化的液體樣品；
（2）液相色譜法只能檢測液體樣品；
（3）只能檢測化學組成；
（4）二者難實現在線分析；
2.近紅外可以不經預處理，直接檢測各種類型的樣品，除液體外，還可檢測粉末、纖維、糊
狀、乳狀等形式樣品。
物體對光的色散隨波長的減短而增大，因而近紅外更適合作漫反射和散射光譜分析；
適用於近紅外光譜區的光學材料多可以使用光纖傳輸，使得近紅外更適合在線分析；

I. 請哪位高手列舉一些紅外、近紅外光譜儀在生產過程式控制制中的實際應用例子，迫切期待！

紅外一般是用在QC實驗室中產品鑒別方面，對於PCT來說，目前應用較多的是使用近紅外在線水分儀監測煙草或農作物、葯品中的水分含量，以及極有應用推廣前景的產品成分含量在線監測方面，如葯品提取或制粒混合後的成分含量在線監控，是未來技術應用的重點。

J. 現代近紅外光譜分析技術的近紅外光譜儀器發展概況

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,為提高測定結果的准確性, 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, 採用全息光柵分光、 PbS 或其他光敏元件作檢測器,具有較高的信噪比。 由於儀器中的可動部件 (如光柵軸)在連續高強度的運行中可能存在磨損問題, 從而影響光譜採集的可靠性, 不太適合於在線分析 。
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, 具有較高的解析度和掃描速度, 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, 採用雙折射晶體, 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 , 特別適合用於在線分析[ 6 ～ 8] 。 但目前這類儀器的解析度相對較低,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, 採用固定光路、 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、 解析度高、 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, 常用的有二極體陣列 (Photodio de-array簡稱 PDA)和電荷耦合器件 (Charg e Coupled Devices 簡稱CCD)兩種類型。
圖 2 為近紅外光譜儀結構示意圖。
在研製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製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於在線分析。