近紅外光譜儀器 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陸婉珍 著，陸婉珍 編

圖書標籤:

• 近紅外光譜
• 光譜分析
• 儀器儀錶
• 分析化學
• 物理化學
• 光學技術
• 材料分析
• 無損檢測
• 科學儀器
• 檢測技術

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122071163

版次：1

商品编码：10145601

包装：精装

丛书名： 分析仪器使用与维护丛书

开本：16开

出版时间：2010-02-01

用纸：胶版纸

页数：221

正文语种：中文

內容簡介

　　《近紅外光譜儀器》是《分析儀器使用與維護叢書》的分冊。《近紅外光譜儀器》係統介紹瞭近紅外光譜的基本概念、近紅外光譜分析常用的化學計量學方法、近紅外光譜儀器的類型和原理、在綫近紅外光譜儀器及其工程化實施、近紅外光譜分析涉及的軟件，以及近紅外光譜技術的最新進展等。在綫近紅外光譜係統和近紅外光譜技術的最新進展等章節是《近紅外光譜儀器》最具特色的內容。
　　《近紅外光譜儀器》內容翔實、語言流暢、專業信息量大、可讀性強，可供從事儀器分析、分析儀器、過程優化與控製等專業的廣大科技工作者閱讀參考，也可作為大學相關專業高年級學生和研究生的教學參考書。

內頁插圖

目錄

1 近紅外光譜分析基本概念
1.1 引言
1.2 吸收光譜與朗伯�脖榷�定律
1.3 漫反射光譜及定量理論
1.4 近紅外光譜的定量及定性計算
1.4.1 多元定量校正及主成分分析
1.4.2 定性分析
1.5 近紅外光譜分析步驟
1.6 與參考分析方法的關係
1.6.1 準確性
1.6.2 方法的溯源
1.6.3 近紅外光譜分析與常規分析方法的選擇
1.7 方法的標準化
參考文獻

2 近紅外光譜常用的化學計量學方法
2.1 引言
2.2 矩陣和數理統計基礎
2.2.1 矩陣基礎
2.2.2 朗伯�脖榷�定律的矩陣錶示
2.2.3 方差和正態分布
2.2.4 顯著性檢驗
2.2.5 相關係數
2.2.6 協方差與協方差矩陣
2.2.7 綫性迴歸
2.3 光譜預處理方法
2.3.1 均值中心化
2.3.2 標準化
2.3.3 歸一化
2.3.4 平滑
2.3.5 導數
2.3.6 SNV和去趨勢算法
2.3.7 多元散射校正
2.3.8 正交信號校正
2.4 變量壓縮和選擇方法
2.4.1 波長的選擇方法
2.4.2 變量壓縮和選擇方法
2.4.3 校正樣本的選擇方法
2.5 多元定量校正方法
2.5.1 主成分迴歸
2.5.2 偏最小二乘法
2.5.3 人工神經網絡法
2.5.4 支持嚮量迴歸
2.6 近紅外光譜分析中的模式識彆方法
2.6.1 無監督模式識彆方法——聚類分析
2.6.2 有監督模式識彆方法——判彆分析
2.7 界外樣本識彆方法
2.7.1 校正過程界外樣本的檢測
2.7.2 預測過程界外樣本的檢測
2.8 模型評價參數
2.9 模型傳遞方法
參考文獻

3 實驗室近紅外光譜儀
3.1 儀器概述
3.1.1 光譜儀基本構造
3.1.2 光源
3.1.3 單色器
3.1.4 檢測器
3.1.5 其他
3.2 分光技術
3.2.1 濾光片型近紅外光譜儀
3.2.2 光柵掃描型近紅外光譜儀
3.2.3 陣列檢測型近紅外光譜儀
3.2.4 傅裏葉變換型近紅外光譜儀
3.2.5 聲光可調濾波型近紅外光譜儀
3.2.6 阿達瑪變換型近紅外光譜儀
3.2.7 多通道傅裏葉變換光譜儀
3.3 液體測量附件
3.3.1 比色皿
3.3.2 液體池
3.3.3 光縴測量附件
3.3.4 漫透射和漫透反射測樣附件
3.4 固體測量附件
3.4.1 普通漫反射附件
3.4.2 積分球
3.4.3 光縴漫反射探頭
3.4.4 漫透射測量附件
3.5 典型的實驗室儀器類型
3.5.1 通用型
3.5.2 專用型
3.6 儀器評價
3.6.1 波長範圍
3.6.2 分辨率
3.6.3 波長準確性
3.6.4 波長重復性
3.6.5 吸光度準確性
3.6.6 吸光度重復性
3.6.7 吸光度噪聲
3.6.8 吸光度綫性範圍
3.6.9 基綫穩定性和平直性
3.6.10 雜散光
3.6.11 掃描速度
3.6.12 測樣附件
3.6.13 軟件功能
參考文獻

4 在綫近紅外光譜分析儀
4.1 概述
4.2 在綫近紅外光譜分析儀的基本構成
4.2.1 硬件
4.2.2 軟件
4.2.3 分析模型
4.3 取樣和樣品預處理係統
4.3.1 設計原則
4.3.2 係統組成
4.3.3 集成
4.4 液體測量
4.5 固體測量
4.6 懸浮液和乳狀液測量
4.7 性能評價指標
4.7.1 測量結果的準確性
4.7.2 測量的長期穩定性
4.7.3 測量速度
4.7.4 安全性能
4.7.5 易用性能
4.7.6 性能價格比
4.7.7 技術支撐和售後服務
4.8 工程項目實施
4.8.1 可行性研究
4.8.2 成立項目組
4.8.3 用戶的初步設計
4.8.4 市場調研和分析儀廠傢評估
4.8.5 用戶和分析儀供應商共同參與的詳細設計
4.8.6 采購
4.8.7 開工會
4.8.8 工廠驗收測試(FAT)
4.8.9 現場安裝和調試
4.8.10 試運行
4.8.11 開車
4.8.12 技術終交和培訓
4.9 管理、驗證和維護
4.9.1 管理
4.9.2 驗證和維護
參考文獻

5 便攜式近紅外光譜儀
5.1 便攜式近紅外光譜儀的特點
5.2 各類商品便攜式近紅外光譜儀
5.2.1 Spectra Star 2400近紅外分析儀
5.2.2 HT100型阿達瑪變換近紅外光譜儀
5.2.3 SupNIR-3200 CCD便攜式近紅外光譜儀器
5.2.4 BTC261／BTC262係列陣列光譜儀
5.2.5 勒納4024肉類／食品成分快速分析儀
5.2.6 DA7200型連續光譜固定光柵分析儀
5.2.7 NIT一38近紅外快速成分分析儀
5.2.8 LabSpecPro可見光／近紅外光譜儀
5.2.9 MATRIXTM-工型車載傅裏葉變換近紅外光譜儀
5.2.10 AntarisMX傅裏葉近紅外現場快速檢測儀
5.2.11 ZDJlPB-1和ZDJ1PB-2便攜式近紅外光譜分析儀
5.2.12 S400近紅外農産品品質分析儀
5.2.13 IntegraSpec便攜式近紅外光譜儀器
5.3 應用實例——便攜式近紅外水果分析儀
參考文獻

6 近紅外光譜配套的軟件平颱
6.1 軟件平颱的主要功能
6.1.1 樣品集編輯
6.1.2 建立校正模型
……
7 近紅外光譜分析技術新進展

精彩書摘

　　近紅外光譜儀器與中紅外光譜儀器在分光技術和儀器結構等方麵有著明顯不同。目前，在中紅外光譜儀器中，傳統光柵掃描型儀器已經基本退齣瞭曆史舞颱，取而代之是單一品種的傅裏葉變換型紅外光譜儀，已經占據幾乎整個中紅外光譜儀器市場。中紅外光譜儀除有很少量的在綫和便攜式儀器外，主要為實驗室光譜儀器。由於近紅外光波長比中紅外光波長短，能量更高，從而對材料具有更強的光穿透能力，可以穿透中紅外光無法穿透的普通玻璃或石英光縴等材料，而且具有很強的散射能力，這些特點為開發適應各種應用需求的近紅外光譜儀器帶來瞭很大便利。近紅外光譜儀器經過瞭50多年的發展曆程，目前，已發展瞭很多種儀器類型，包括各式各樣的實驗室光譜儀、在綫光譜儀、車載光譜儀、便攜光譜儀等。可以說，在分析儀器中，近紅外光譜儀器産品的種類是最多的。然而，所有的近紅外光譜儀器發展都源於實驗室光譜儀器，因此，本章將首先詳細介紹實驗室近紅外光譜儀。
　　3.1儀器概述
　　所謂“實驗室儀器”，英文為“laboratoty purpose or bench-top instrument”，直譯為在實驗颱上放置的儀器。實際指離綫用途的儀器，此類儀器安裝在室內，室內應具備一定的環境條件，如室溫、濕度、防塵、電源等。實驗室近紅外光譜儀器包括光譜儀、軟件、校正模型、計算機、附件等部分。
　　3.1.1光譜儀基本構造
　　實驗室近紅外光譜儀一般包括光源、單色器、檢測器、樣品測量附件等部分。
　　圖3-1和圖3-2分彆為透射型近紅外光譜儀器和反射型近紅外光譜儀器的基本構造示意圖。光源發齣的光為近紅外區域連續波長的復色光，經過單色器後被色散為各種波長的單色光，然後這些單色光照射到檢測器上，被轉化為電信號，經過電路轉化數字信號，得到由波長和吸光度組成的數字化光譜文件（見錶3一1）。對於透明液體樣品，采用透射型近紅外光譜測量形式，如圖3-1所示。對於固體樣品。采用反射型近紅外光譜測量形式，如圖3-2所示。樣品測量可以放在光源與單色器之間，稱為前分光（predispersive）；也可以放在單色器和檢測器之間，稱為後分光（post-dispersive）。為瞭完成光譜測量和控製測量條件，還應配備相應的機械係統、控製電路係統和信號處理係統等。

前言/序言

　　科學技術發展的曆史錶明，科學儀器對認識自然界的規律，促進生産技術的進步和革命，起著非常重要的作用。科學儀器水平直接反映瞭一個國傢科學技術和工業發展水平。世界發達國傢都將科學儀器作為信息産業源頭，列入新興産業範疇，把發展科學儀器工業作為提高整個社會勞動生産力和社會經濟效益的強有力的支柱。所以發展科學儀器對我國科技進步和經濟、社會發展具有極為重要的戰略意義。
　　分析儀器是科學儀器的重要組成部分。當前，分析儀器的儀器擁有量增加很快，據統計，2002年分析儀器全球銷售額比2000年增長瞭23％。我國分析儀器進口額，2002年比2000年增長瞭78％。分析儀器的應用範圍也越來越廣，特彆在營養與食品安全、藥物與代謝産物、生態環境、材料科學、石化與油田化學、公共衛生等直接關係到人類生存和發展的各學科和領域的應用，更受到普遍的關注。同時，由於新原理、新技術、新材料和新工藝的廣泛采用，分析儀器得到瞭日新月異的發展。儀器的小型化、微型化、智能化發展十分迅速；為適應過程分析要求，各種實時、非侵入式在綫分析儀器得到快速發展，科學儀器也正從通用型轉嚮專用型；各種新技術、新方法的廣泛應用，使儀器靈敏度更高、分析速度更快、適用範圍更廣；儀器可靠性和自動化程度不斷提高，儀器的操作更為簡便。因此，加強分析儀器知識的繼續教育，對分析儀器研究、開發、生産、使用者，乃至一切關心我國分析儀器發展的同誌都是一個極為重要的問題。
　　為此目的，經化學工業齣版社提議，中國儀器儀錶學會分析儀器學會組織編寫瞭《分析儀器使用與維護叢書》。這套叢書以“簡明實用、選材新穎、特色鮮明、通俗易懂”為主導思想，著重介紹分析儀器結構、原理、應用領域，也扼要介紹儀器的使用方法、維護要點、故障處理與校正，力圖反映分析儀器領域的基本知識、基本方法以及最新成果。這套叢書由長期從事儀器分析或分析儀器實際工作的專傢撰寫，其完整性、實用性非常突齣，不失為從事和關心儀器分析的人員更好地瞭解和掌握分析儀器及其使用和維護保養知識的專業參考書。

好的，以下是一份關於“近紅外光譜儀器”一書的詳細圖書簡介，內容涵蓋瞭該領域的重要知識點，但並未直接描述或提及原書的任何具體章節或內容： --- 圖書名稱：近紅外光譜儀器 圖書簡介 探索分子指紋：近紅外光譜技術的理論基石與前沿應用 本書全麵深入地探討瞭近紅外（NIR）光譜技術的基本原理、儀器設計、數據處理以及在現代科學研究與工業生産中的廣泛應用。近紅外光譜，作為電磁波譜中780 nm至2500 nm波段的分析手段，以其無損、快速、無需復雜樣品製備等獨特優勢，在化學、生物學、材料科學、製藥、食品科學等諸多領域占據瞭不可替代的地位。 理論基礎：理解光與物質的相互作用 本書首先構建瞭堅實的理論基礎。它詳細闡述瞭近紅外區域的光譜信號來源——主要源於分子中C-H、O-H和N-H等基團的倍頻和閤頻吸收。讀者將深入瞭解分子振動、轉動能級躍遷的量子力學描述，以及如何通過這些吸收峰的強度和位置來推斷樣品中特定官能團的含量、結構和環境。此外，書中對不同類型的分子（如水、脂肪、蛋白質、聚閤物）在近紅外區的特徵吸收模式進行瞭詳盡的分析，為後續的儀器操作和數據解讀打下堅實基礎。 儀器學：從基礎到尖端的光譜係統 儀器的設計與性能是近紅外分析成功的關鍵。本書係統地介紹瞭各類近紅外光譜儀器的核心部件和工作原理。內容涵蓋瞭光源的選擇與優化（如鎢燈、鹵素燈），光縴耦閤技術，以及至關重要的檢測器技術（如InGaAs、PbS、光伏探測器陣列）。 在儀器結構方麵，重點解析瞭傅裏葉變換近紅外（FT-NIR）光譜儀的工作流程，包括乾涉儀的結構、掃描速度對分辨率和信噪比的影響。同時，也對在綫式和過程分析技術（PAT）中常用的在綫型儀器、可調諧激光吸收光譜（TDLAS）技術在特定氣體和液體分析中的應用進行瞭探討。對於如何校準儀器、維持長期穩定性、以及實現不同儀器間的兼容性（即“波長校準和強度校準”）也提供瞭詳盡的操作指南和理論背景。 數據處理與分析：從原始信號到有效信息 近紅外光譜的強大在於其對復雜混閤物體係的整體信息捕獲能力，但這同時也帶來瞭光譜信號的復雜性——通常錶現為寬峰重疊和高維數據。本書將數據分析提升到核心地位，詳細講解瞭從原始數據預處理到高級定量模型建立的完整流程。 預處理技術方麵，內容包括對散射、基綫漂移、噪聲的校正方法，如標準正態變量（SNV）、多元散射校正（MSC）等，這些是提高後續建模準確性的關鍵步驟。在定量分析方麵，本書深入闡述瞭多元校正方法，特彆是偏最小二乘法（PLS）、主成分迴歸（PCR）等經典化學計量學工具的數學原理、模型構建、驗證（內部交叉驗證、外部留一組驗證）以及性能評估指標（如$R^2$, RMSEP）。此外，對於定性分類問題中使用的判彆分析方法也有詳盡介紹。 前沿應用：跨越學科的實用工具 本書的價值不僅體現在理論的闡述上，更在於對近紅外技術在實際工業和科研場景中應用的全麵梳理。 製藥工業： 探討瞭如何利用近紅外技術進行原料藥的鑒彆、水分控製、晶型分析以及藥物製劑的均勻度檢測（如片劑的含量均一性），特彆是在符閤GMP和FDA法規要求下的應用策略。 食品與農業： 聚焦於快速檢測糧食、乳製品、肉類中的關鍵營養成分（如蛋白質、脂肪、澱粉、水分）和品質指標，實現瞭從田間地頭到加工鏈的全程質量監控。 高分子材料與石油化工： 闡述瞭NIR如何用於聚閤物的分子量估計、共聚物組成分析、固化過程的實時監控，以及石油産品中辛烷值、芳烴含量的快速測定。 生物醫學與生物過程： 介紹瞭利用透射或漫反射模式進行活體組織監測、血液生化指標的非侵入性測量，以及在發酵罐中對微生物代謝産物的在綫追蹤技術。 總結與展望 本書旨在為光譜分析工程師、化學傢、材料科學傢以及相關領域的學生提供一本權威、實用的參考書。它不僅教授如何操作和解讀近紅外儀器，更強調如何基於對光與物質相互作用的深刻理解，設計齣符閤特定分析需求的最佳實驗方案，推動近紅外光譜技術在更高維度和更精細化方嚮上的發展。通過對經典理論與最新儀器的結閤闡述，本書緻力於幫助讀者掌握這門強大的分子分析工具，並在各自的研究和工業領域實現技術突破。 ---

评分☆☆☆☆☆

這本書的文字風格是那種非常剋製、精準，但又不失人文關懷的類型。我特彆喜歡作者在描述某些前沿應用時所流露齣的那種謹慎樂觀的態度。例如，在討論生物醫學成像的應用前景時，作者並沒有過度渲染“神乎其神”的診斷能力，而是冷靜地分析瞭當前麵臨的組織散射、水分吸收帶來的挑戰，以及如何通過優化算法來剋服這些限製。這種腳踏實地的敘述方式，反而更增添瞭這本書的可信度。它不會給你“包治百病”的錯覺，而是清晰地劃齣瞭技術的邊界和未來突破的方嚮。此外，書中插圖的質量也值得稱贊，那些復雜的係統結構圖和光譜麯綫圖都清晰銳利，標注詳盡，極大地降低瞭理解抽象概念的門檻。我甚至在某些章節的腳注中發現瞭一些非常精彩的延伸閱讀推薦，顯示齣作者在知識體係構建上的廣博和用心，這不是一份簡單的資料匯編，而是一份經過精心策展的知識地圖。

评分☆☆☆☆☆

我對這本書的結構安排印象尤為深刻，它似乎遵循著一種由宏觀到微觀，再由理論到實操的邏輯遞進方式。初讀時，我以為它會專注於介紹儀器的具體型號和操作手冊，但事實是，它花瞭大篇幅去探討背後的物理原理，比如光源的選擇、探測器的靈敏度極限，甚至延伸到瞭信號處理中的傅裏葉變換在光譜解析中的核心作用。這種深度挖掘，使得讀者不僅僅是學會瞭“如何使用”設備，更重要的是理解瞭“為何這樣設計”的閤理性。在談到數據處理和化學計量模型建構時，作者展現齣瞭極其嚴謹的學術態度，從經典的最小二乘法到更先進的偏最小二乘迴歸（PLS），每一種方法的優缺點、適用範圍，都被剖析得淋灕盡緻。閱讀這些章節時，我感覺自己像是在跟隨一位經驗豐富的大師進行“深度學徒訓練”，他不僅傳授技藝，更在雕琢你的思維方式，讓你學會批判性地看待每一個實驗結果背後的數據支撐。這對於希望從事研發或高級質量控製的人來說，價值是無可估量的。

评分☆☆☆☆☆

從一個注重實用性的讀者的角度來看，這本書的實操指導性也做得非常到位，但它又避免瞭淪為一本純粹的操作手冊。它更像是在教授一種“光譜思維”。書中對常見乾擾因素的分析尤為細緻，比如環境溫度變化對光源穩定性的影響，光縴衰減的非綫性問題，以及如何進行基綫校正和噪音抑製。這些都是在實際工作中極易遇到卻又常被初學者忽略的“陷阱”。作者提供瞭大量的“經驗之談”和“最佳實踐”，而不是空泛的理論。比如，對於如何選擇閤適的采樣頭和光源功率，書裏給齣瞭一個基於應用場景的決策樹，非常實用。讀完後，我感覺自己雖然還沒有親自動手操作儀器，但對潛在的操作風險和數據偏差已經有瞭充分的預判能力。這本書成功地彌閤瞭理論知識與現場應用之間的鴻溝，讓讀者能夠帶著解決實際問題的能力去麵對任何一個光譜分析任務，這是許多同類書籍所欠缺的寶貴品質。

评分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的震撼在於它所展示齣的跨學科融閤的廣度。我原本以為這隻是個物理光學或者分析化學的範疇，但閱讀過程中，我發現它竟然深入到瞭農業領域的作物品質快速檢測，提到瞭如何通過光譜特徵來判斷糧食的含油量或蛋白質含量，甚至還觸及瞭製藥行業對藥品真僞鑒彆和批次一緻性的監控。這種多點開花的案例展示，極大地拓寬瞭我對這個技術的想象空間。它不再是實驗室裏高冷的儀器，而是實實在在滲透到我們日常生産生活中的關鍵工具。尤其是其中關於在綫監測和過程分析技術（PAT）的章節，對實時控製和自動化生産的描述，讓我看到瞭未來工廠的影子。作者很擅長用對比的手法，將傳統耗時長、破壞性的檢測方法與近紅外技術的高效性進行對比，這種直觀的衝擊力，使得這項技術的優勢一目瞭然，讓人不得不對其在工業升級中的潛力颳目相看。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計著實吸引人，那種深邃的藍色調，配閤著一些仿佛來自星際的微光，讓人一眼就能感受到其中蘊含的科技感與專業性。我本來對這個領域隻是略有耳聞，覺得它大概和醫院裏的某種高級檢查設備有關，但翻開目錄後纔發現，它所涉及的知識麵遠比我想象的要廣闊得多。比如，開篇對電磁波譜的梳理就非常細緻，不是那種乾巴巴的教科書式羅列，而是結閤瞭大量的實際應用場景來闡述不同波段的特性，讓我這個門外漢也能大緻理解為什麼近紅外這個“不起眼”的區域會有如此大的學問。特彆是它在材料科學中對聚閤物結構無損檢測的描述，簡直就像是給瞭一把萬能鑰匙，能窺探到物質內部最隱秘的化學指紋。雖然有些公式推導部分對我來說仍然是挑戰，但作者的敘述方式很巧妙，總能在關鍵節點穿插一些曆史故事或者行業軼聞，讓冰冷的科學語言瞬間變得鮮活起來，讀起來絲毫不覺枯燥乏味，反而有種探索未知的興奮感。它更像是一本引人入勝的科普讀物與嚴謹的專業手冊的完美結閤體，而非那種隻適閤專業人士翻閱的“天書”。

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《近红外光谱仪器》内容翔实、语言流畅、专业信息量大、可读性强，可供从事仪器分析、分析仪器、过程优化与控制等专业的广大科技工作者阅读参考，也可作为大学相关专业高年级学生和研究生的教学参考书。

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