近红外光谱技术过去的发展情况
早期光谱仪通常是体积庞大笨重且配备活动部件的仪器。照明光源通过棱镜或光栅被分散为其子部件适用的波长。针对相应光谱上的每个测量点,光栅在手动控制下以小的增量旋转。每个所测样本的数据都被整理成一份光谱图。然后,需要手动将光谱图与参考物及其他样本进行对比。主要有全血或中血红蛋白载氧量、PH、葡萄糖、尿素等含量的测定。这些早期光谱仪固定摆放在实验室的某个位置,而且一经安装就很少再被移动。
20世纪70年代迎来了光谱技术领域微处理器的诞生,其既可用于控制光谱仪,也可用于处理所测得的数据。20世纪70年代到21世纪初期,半导体工业获得了长足发展。这给微处理器和电脑带来了革命性的变化,从而能够更好地控制光谱仪和处理光谱数据。模拟/数字转换器的诞生使光谱数据采样可以通过处理器控制。近红外光谱分析技术在肉类行业中的应用应用于肉类产品化学成分分析传统的化学分析方法具有破坏性大、花费时间长,不适宜于在线即时检测,而NIR技术应用于肉品化学成分分析,可以快速、无损测定原料肉及肉类制品中多种组分的含量,以评定其品质。
近红外光谱仪的技术优势
样品无须预处理可直接测量:近红外光谱测量方式有透射、反射和漫反射多种形式,适合测量液体、固体和浆状等形式的样品,因此,用途很广。优点就是无须对样品进行任何预处理,如可直接倒入测量杯中或将光纤探头直接插入中进行测量,操作非常方便,几秒钟内完成光谱扫描。得益于技术的改进,近几代近红外光谱仪的体积和成本都大大缩减,因而便携性更高,也更适合在相关领域应用。
光纤远距离测量:近红外光可以通过光纤进行远距离传输,可以实现距光谱仪以外的远距离测量,可将测量探头或流通池直接安装到生产装置的管线,实现在线测量,或环境苛刻以及危险的地方的现场测量。一台在线近红外光谱仪可以外接多路(2~10 路)光纤回路,实现同时对生产装置的多个测量点的物料在线测量。在线测量数据可直接输送到 DCS 或***控制系统,为生产的优化及时提供油品的质量参数。与其它在线测量仪表提供的参数(如压力、流量和温度等变量)相比,在线近红外分析提供的数据(如组成或性质)是直接质量参数,对生产的优化提供***和有益的参考信息。近红外分析与常规的标准分析方法配合使用,起到双方互补的作用,不仅能够及时向生产控制部门提供分析数据,同时也节省了大量分析化验费用(包括人力、设备,和试剂等);近红外光谱分析仪器近红外光谱仪器从分光系统可分为固定波长滤光片、光栅色散、快速傅立叶变换、声光可调滤光器和阵列检测五种类型。在线近红外分析与 DCS 连接,直接给控制系统提供数据,据此进行生产优化得到的经济效益是巨大的;与其它在线仪表相比,近红外光谱仪运行故障率和消耗均很低。
近红外光谱分析技术在肉类行业中的应用
应用于肉类产品化学成分分析传统的化学分析方法具有破坏性大、花费时间长,不适宜于在线即时检测 ,而NIR技术应用于肉品化学成分分析,可以快速、无损测定原料肉及肉类制品中多种组分的含量,以评定其品质。
除了蛋白质、脂肪、水分这三种主要的组分外,脂肪中脂肪酸的组成和含量对肉的品质和营养价值也具有较大的影响,近年来,也有一些学者开始对肉类脂肪酸的组成和含量进行了近红外光谱分析研究。
近红外光谱分析仪原理
光源发出的光被分束器(类似半透半反镜)分为两束,一束经透射到达动镜,另一束经反射到达定镜。两束光分别经定镜和动镜反射再回到分束器,动镜以一恒定速度作直线运动,因而经分束器分束后的两束光形成光程差,产生干涉。干涉光在分束器会合后通过样品池,通过样品后含有样品信息的干涉光到达检测器,然后通过傅里叶变换对信号进行处理,然后得到透过率或吸光度随波数或波长的红外吸收光谱图。随着近红外、计算机技术、光学技术等的不断发展,研究的不断深入,近红外技术将在生物医学领域中充分发挥出潜力,有望在探索生命过程的奥秘,以及重大疾病预防、诊断、处理上起到更多的实际作用。
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