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陆婉珍 著，陆婉珍 编

图书标签:

• 近红外光谱
• 光谱分析
• 仪器仪表
• 分析化学
• 物理化学
• 光学技术
• 材料分析
• 无损检测
• 科学仪器
• 检测技术

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

内容简介

　　《近红外光谱仪器》是《分析仪器使用与维护丛书》的分册。《近红外光谱仪器》系统介绍了近红外光谱的基本概念、近红外光谱分析常用的化学计量学方法、近红外光谱仪器的类型和原理、在线近红外光谱仪器及其工程化实施、近红外光谱分析涉及的软件，以及近红外光谱技术的最新进展等。在线近红外光谱系统和近红外光谱技术的最新进展等章节是《近红外光谱仪器》最具特色的内容。
　　《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。

内页插图

目录

1 近红外光谱分析基本概念
1.1 引言
1.2 吸收光谱与朗伯�脖榷�定律
1.3 漫反射光谱及定量理论
1.4 近红外光谱的定量及定性计算
1.4.1 多元定量校正及主成分分析
1.4.2 定性分析
1.5 近红外光谱分析步骤
1.6 与参考分析方法的关系
1.6.1 准确性
1.6.2 方法的溯源
1.6.3 近红外光谱分析与常规分析方法的选择
1.7 方法的标准化
参考文献

2 近红外光谱常用的化学计量学方法
2.1 引言
2.2 矩阵和数理统计基础
2.2.1 矩阵基础
2.2.2 朗伯�脖榷�定律的矩阵表示
2.2.3 方差和正态分布
2.2.4 显著性检验
2.2.5 相关系数
2.2.6 协方差与协方差矩阵
2.2.7 线性回归
2.3 光谱预处理方法
2.3.1 均值中心化
2.3.2 标准化
2.3.3 归一化
2.3.4 平滑
2.3.5 导数
2.3.6 SNV和去趋势算法
2.3.7 多元散射校正
2.3.8 正交信号校正
2.4 变量压缩和选择方法
2.4.1 波长的选择方法
2.4.2 变量压缩和选择方法
2.4.3 校正样本的选择方法
2.5 多元定量校正方法
2.5.1 主成分回归
2.5.2 偏最小二乘法
2.5.3 人工神经网络法
2.5.4 支持向量回归
2.6 近红外光谱分析中的模式识别方法
2.6.1 无监督模式识别方法——聚类分析
2.6.2 有监督模式识别方法——判别分析
2.7 界外样本识别方法
2.7.1 校正过程界外样本的检测
2.7.2 预测过程界外样本的检测
2.8 模型评价参数
2.9 模型传递方法
参考文献

3 实验室近红外光谱仪
3.1 仪器概述
3.1.1 光谱仪基本构造
3.1.2 光源
3.1.3 单色器
3.1.4 检测器
3.1.5 其他
3.2 分光技术
3.2.1 滤光片型近红外光谱仪
3.2.2 光栅扫描型近红外光谱仪
3.2.3 阵列检测型近红外光谱仪
3.2.4 傅里叶变换型近红外光谱仪
3.2.5 声光可调滤波型近红外光谱仪
3.2.6 阿达玛变换型近红外光谱仪
3.2.7 多通道傅里叶变换光谱仪
3.3 液体测量附件
3.3.1 比色皿
3.3.2 液体池
3.3.3 光纤测量附件
3.3.4 漫透射和漫透反射测样附件
3.4 固体测量附件
3.4.1 普通漫反射附件
3.4.2 积分球
3.4.3 光纤漫反射探头
3.4.4 漫透射测量附件
3.5 典型的实验室仪器类型
3.5.1 通用型
3.5.2 专用型
3.6 仪器评价
3.6.1 波长范围
3.6.2 分辨率
3.6.3 波长准确性
3.6.4 波长重复性
3.6.5 吸光度准确性
3.6.6 吸光度重复性
3.6.7 吸光度噪声
3.6.8 吸光度线性范围
3.6.9 基线稳定性和平直性
3.6.10 杂散光
3.6.11 扫描速度
3.6.12 测样附件
3.6.13 软件功能
参考文献

4 在线近红外光谱分析仪
4.1 概述
4.2 在线近红外光谱分析仪的基本构成
4.2.1 硬件
4.2.2 软件
4.2.3 分析模型
4.3 取样和样品预处理系统
4.3.1 设计原则
4.3.2 系统组成
4.3.3 集成
4.4 液体测量
4.5 固体测量
4.6 悬浮液和乳状液测量
4.7 性能评价指标
4.7.1 测量结果的准确性
4.7.2 测量的长期稳定性
4.7.3 测量速度
4.7.4 安全性能
4.7.5 易用性能
4.7.6 性能价格比
4.7.7 技术支撑和售后服务
4.8 工程项目实施
4.8.1 可行性研究
4.8.2 成立项目组
4.8.3 用户的初步设计
4.8.4 市场调研和分析仪厂家评估
4.8.5 用户和分析仪供应商共同参与的详细设计
4.8.6 采购
4.8.7 开工会
4.8.8 工厂验收测试(FAT)
4.8.9 现场安装和调试
4.8.10 试运行
4.8.11 开车
4.8.12 技术终交和培训
4.9 管理、验证和维护
4.9.1 管理
4.9.2 验证和维护
参考文献

5 便携式近红外光谱仪
5.1 便携式近红外光谱仪的特点
5.2 各类商品便携式近红外光谱仪
5.2.1 Spectra Star 2400近红外分析仪
5.2.2 HT100型阿达玛变换近红外光谱仪
5.2.3 SupNIR-3200 CCD便携式近红外光谱仪器
5.2.4 BTC261／BTC262系列阵列光谱仪
5.2.5 勒纳4024肉类／食品成分快速分析仪
5.2.6 DA7200型连续光谱固定光栅分析仪
5.2.7 NIT一38近红外快速成分分析仪
5.2.8 LabSpecPro可见光／近红外光谱仪
5.2.9 MATRIXTM-工型车载傅里叶变换近红外光谱仪
5.2.10 AntarisMX傅里叶近红外现场快速检测仪
5.2.11 ZDJlPB-1和ZDJ1PB-2便携式近红外光谱分析仪
5.2.12 S400近红外农产品品质分析仪
5.2.13 IntegraSpec便携式近红外光谱仪器
5.3 应用实例——便携式近红外水果分析仪
参考文献

6 近红外光谱配套的软件平台
6.1 软件平台的主要功能
6.1.1 样品集编辑
6.1.2 建立校正模型
……
7 近红外光谱分析技术新进展

精彩书摘

　　近红外光谱仪器与中红外光谱仪器在分光技术和仪器结构等方面有着明显不同。目前，在中红外光谱仪器中，传统光栅扫描型仪器已经基本退出了历史舞台，取而代之是单一品种的傅里叶变换型红外光谱仪，已经占据几乎整个中红外光谱仪器市场。中红外光谱仪除有很少量的在线和便携式仪器外，主要为实验室光谱仪器。由于近红外光波长比中红外光波长短，能量更高，从而对材料具有更强的光穿透能力，可以穿透中红外光无法穿透的普通玻璃或石英光纤等材料，而且具有很强的散射能力，这些特点为开发适应各种应用需求的近红外光谱仪器带来了很大便利。近红外光谱仪器经过了50多年的发展历程，目前，已发展了很多种仪器类型，包括各式各样的实验室光谱仪、在线光谱仪、车载光谱仪、便携光谱仪等。可以说，在分析仪器中，近红外光谱仪器产品的种类是最多的。然而，所有的近红外光谱仪器发展都源于实验室光谱仪器，因此，本章将首先详细介绍实验室近红外光谱仪。
　　3.1仪器概述
　　所谓“实验室仪器”，英文为“laboratoty purpose or bench-top instrument”，直译为在实验台上放置的仪器。实际指离线用途的仪器，此类仪器安装在室内，室内应具备一定的环境条件，如室温、湿度、防尘、电源等。实验室近红外光谱仪器包括光谱仪、软件、校正模型、计算机、附件等部分。
　　3.1.1光谱仪基本构造
　　实验室近红外光谱仪一般包括光源、单色器、检测器、样品测量附件等部分。
　　图3-1和图3-2分别为透射型近红外光谱仪器和反射型近红外光谱仪器的基本构造示意图。光源发出的光为近红外区域连续波长的复色光，经过单色器后被色散为各种波长的单色光，然后这些单色光照射到检测器上，被转化为电信号，经过电路转化数字信号，得到由波长和吸光度组成的数字化光谱文件（见表3一1）。对于透明液体样品，采用透射型近红外光谱测量形式，如图3-1所示。对于固体样品。采用反射型近红外光谱测量形式，如图3-2所示。样品测量可以放在光源与单色器之间，称为前分光（predispersive）；也可以放在单色器和检测器之间，称为后分光（post-dispersive）。为了完成光谱测量和控制测量条件，还应配备相应的机械系统、控制电路系统和信号处理系统等。

前言/序言

　　科学技术发展的历史表明，科学仪器对认识自然界的规律，促进生产技术的进步和革命，起着非常重要的作用。科学仪器水平直接反映了一个国家科学技术和工业发展水平。世界发达国家都将科学仪器作为信息产业源头，列入新兴产业范畴，把发展科学仪器工业作为提高整个社会劳动生产力和社会经济效益的强有力的支柱。所以发展科学仪器对我国科技进步和经济、社会发展具有极为重要的战略意义。
　　分析仪器是科学仪器的重要组成部分。当前，分析仪器的仪器拥有量增加很快，据统计，2002年分析仪器全球销售额比2000年增长了23％。我国分析仪器进口额，2002年比2000年增长了78％。分析仪器的应用范围也越来越广，特别在营养与食品安全、药物与代谢产物、生态环境、材料科学、石化与油田化学、公共卫生等直接关系到人类生存和发展的各学科和领域的应用，更受到普遍的关注。同时，由于新原理、新技术、新材料和新工艺的广泛采用，分析仪器得到了日新月异的发展。仪器的小型化、微型化、智能化发展十分迅速；为适应过程分析要求，各种实时、非侵入式在线分析仪器得到快速发展，科学仪器也正从通用型转向专用型；各种新技术、新方法的广泛应用，使仪器灵敏度更高、分析速度更快、适用范围更广；仪器可靠性和自动化程度不断提高，仪器的操作更为简便。因此，加强分析仪器知识的继续教育，对分析仪器研究、开发、生产、使用者，乃至一切关心我国分析仪器发展的同志都是一个极为重要的问题。
　　为此目的，经化学工业出版社提议，中国仪器仪表学会分析仪器学会组织编写了《分析仪器使用与维护丛书》。这套丛书以“简明实用、选材新颖、特色鲜明、通俗易懂”为主导思想，着重介绍分析仪器结构、原理、应用领域，也扼要介绍仪器的使用方法、维护要点、故障处理与校正，力图反映分析仪器领域的基本知识、基本方法以及最新成果。这套丛书由长期从事仪器分析或分析仪器实际工作的专家撰写，其完整性、实用性非常突出，不失为从事和关心仪器分析的人员更好地了解和掌握分析仪器及其使用和维护保养知识的专业参考书。

好的，以下是一份关于“近红外光谱仪器”一书的详细图书简介，内容涵盖了该领域的重要知识点，但并未直接描述或提及原书的任何具体章节或内容： --- 图书名称：近红外光谱仪器 图书简介 探索分子指纹：近红外光谱技术的理论基石与前沿应用 本书全面深入地探讨了近红外（NIR）光谱技术的基本原理、仪器设计、数据处理以及在现代科学研究与工业生产中的广泛应用。近红外光谱，作为电磁波谱中780 nm至2500 nm波段的分析手段，以其无损、快速、无需复杂样品制备等独特优势，在化学、生物学、材料科学、制药、食品科学等诸多领域占据了不可替代的地位。 理论基础：理解光与物质的相互作用 本书首先构建了坚实的理论基础。它详细阐述了近红外区域的光谱信号来源——主要源于分子中C-H、O-H和N-H等基团的倍频和合频吸收。读者将深入了解分子振动、转动能级跃迁的量子力学描述，以及如何通过这些吸收峰的强度和位置来推断样品中特定官能团的含量、结构和环境。此外，书中对不同类型的分子（如水、脂肪、蛋白质、聚合物）在近红外区的特征吸收模式进行了详尽的分析，为后续的仪器操作和数据解读打下坚实基础。 仪器学：从基础到尖端的光谱系统 仪器的设计与性能是近红外分析成功的关键。本书系统地介绍了各类近红外光谱仪器的核心部件和工作原理。内容涵盖了光源的选择与优化（如钨灯、卤素灯），光纤耦合技术，以及至关重要的检测器技术（如InGaAs、PbS、光伏探测器阵列）。 在仪器结构方面，重点解析了傅里叶变换近红外（FT-NIR）光谱仪的工作流程，包括干涉仪的结构、扫描速度对分辨率和信噪比的影响。同时，也对在线式和过程分析技术（PAT）中常用的在线型仪器、可调谐激光吸收光谱（TDLAS）技术在特定气体和液体分析中的应用进行了探讨。对于如何校准仪器、维持长期稳定性、以及实现不同仪器间的兼容性（即“波长校准和强度校准”）也提供了详尽的操作指南和理论背景。 数据处理与分析：从原始信号到有效信息 近红外光谱的强大在于其对复杂混合物体系的整体信息捕获能力，但这同时也带来了光谱信号的复杂性——通常表现为宽峰重叠和高维数据。本书将数据分析提升到核心地位，详细讲解了从原始数据预处理到高级定量模型建立的完整流程。 预处理技术方面，内容包括对散射、基线漂移、噪声的校正方法，如标准正态变量（SNV）、多元散射校正（MSC）等，这些是提高后续建模准确性的关键步骤。在定量分析方面，本书深入阐述了多元校正方法，特别是偏最小二乘法（PLS）、主成分回归（PCR）等经典化学计量学工具的数学原理、模型构建、验证（内部交叉验证、外部留一组验证）以及性能评估指标（如$R^2$, RMSEP）。此外，对于定性分类问题中使用的判别分析方法也有详尽介绍。 前沿应用：跨越学科的实用工具 本书的价值不仅体现在理论的阐述上，更在于对近红外技术在实际工业和科研场景中应用的全面梳理。 制药工业： 探讨了如何利用近红外技术进行原料药的鉴别、水分控制、晶型分析以及药物制剂的均匀度检测（如片剂的含量均一性），特别是在符合GMP和FDA法规要求下的应用策略。 食品与农业： 聚焦于快速检测粮食、乳制品、肉类中的关键营养成分（如蛋白质、脂肪、淀粉、水分）和品质指标，实现了从田间地头到加工链的全程质量监控。 高分子材料与石油化工： 阐述了NIR如何用于聚合物的分子量估计、共聚物组成分析、固化过程的实时监控，以及石油产品中辛烷值、芳烃含量的快速测定。 生物医学与生物过程： 介绍了利用透射或漫反射模式进行活体组织监测、血液生化指标的非侵入性测量，以及在发酵罐中对微生物代谢产物的在线追踪技术。 总结与展望 本书旨在为光谱分析工程师、化学家、材料科学家以及相关领域的学生提供一本权威、实用的参考书。它不仅教授如何操作和解读近红外仪器，更强调如何基于对光与物质相互作用的深刻理解，设计出符合特定分析需求的最佳实验方案，推动近红外光谱技术在更高维度和更精细化方向上的发展。通过对经典理论与最新仪器的结合阐述，本书致力于帮助读者掌握这门强大的分子分析工具，并在各自的研究和工业领域实现技术突破。 ---

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计着实吸引人，那种深邃的蓝色调，配合着一些仿佛来自星际的微光，让人一眼就能感受到其中蕴含的科技感与专业性。我本来对这个领域只是略有耳闻，觉得它大概和医院里的某种高级检查设备有关，但翻开目录后才发现，它所涉及的知识面远比我想象的要广阔得多。比如，开篇对电磁波谱的梳理就非常细致，不是那种干巴巴的教科书式罗列，而是结合了大量的实际应用场景来阐述不同波段的特性，让我这个门外汉也能大致理解为什么近红外这个“不起眼”的区域会有如此大的学问。特别是它在材料科学中对聚合物结构无损检测的描述，简直就像是给了一把万能钥匙，能窥探到物质内部最隐秘的化学指纹。虽然有些公式推导部分对我来说仍然是挑战，但作者的叙述方式很巧妙，总能在关键节点穿插一些历史故事或者行业轶闻，让冰冷的科学语言瞬间变得鲜活起来，读起来丝毫不觉枯燥乏味，反而有种探索未知的兴奋感。它更像是一本引人入胜的科普读物与严谨的专业手册的完美结合体，而非那种只适合专业人士翻阅的“天书”。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的结构安排印象尤为深刻，它似乎遵循着一种由宏观到微观，再由理论到实操的逻辑递进方式。初读时，我以为它会专注于介绍仪器的具体型号和操作手册，但事实是，它花了大篇幅去探讨背后的物理原理，比如光源的选择、探测器的灵敏度极限，甚至延伸到了信号处理中的傅里叶变换在光谱解析中的核心作用。这种深度挖掘，使得读者不仅仅是学会了“如何使用”设备，更重要的是理解了“为何这样设计”的合理性。在谈到数据处理和化学计量模型建构时，作者展现出了极其严谨的学术态度，从经典的最小二乘法到更先进的偏最小二乘回归（PLS），每一种方法的优缺点、适用范围，都被剖析得淋漓尽致。阅读这些章节时，我感觉自己像是在跟随一位经验丰富的大师进行“深度学徒训练”，他不仅传授技艺，更在雕琢你的思维方式，让你学会批判性地看待每一个实验结果背后的数据支撑。这对于希望从事研发或高级质量控制的人来说，价值是无可估量的。

评分☆☆☆☆☆

从一个注重实用性的读者的角度来看，这本书的实操指导性也做得非常到位，但它又避免了沦为一本纯粹的操作手册。它更像是在教授一种“光谱思维”。书中对常见干扰因素的分析尤为细致，比如环境温度变化对光源稳定性的影响，光纤衰减的非线性问题，以及如何进行基线校正和噪音抑制。这些都是在实际工作中极易遇到却又常被初学者忽略的“陷阱”。作者提供了大量的“经验之谈”和“最佳实践”，而不是空泛的理论。比如，对于如何选择合适的采样头和光源功率，书里给出了一个基于应用场景的决策树，非常实用。读完后，我感觉自己虽然还没有亲自动手操作仪器，但对潜在的操作风险和数据偏差已经有了充分的预判能力。这本书成功地弥合了理论知识与现场应用之间的鸿沟，让读者能够带着解决实际问题的能力去面对任何一个光谱分析任务，这是许多同类书籍所欠缺的宝贵品质。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的震撼在于它所展示出的跨学科融合的广度。我原本以为这只是个物理光学或者分析化学的范畴，但阅读过程中，我发现它竟然深入到了农业领域的作物品质快速检测，提到了如何通过光谱特征来判断粮食的含油量或蛋白质含量，甚至还触及了制药行业对药品真伪鉴别和批次一致性的监控。这种多点开花的案例展示，极大地拓宽了我对这个技术的想象空间。它不再是实验室里高冷的仪器，而是实实在在渗透到我们日常生产生活中的关键工具。尤其是其中关于在线监测和过程分析技术（PAT）的章节，对实时控制和自动化生产的描述，让我看到了未来工厂的影子。作者很擅长用对比的手法，将传统耗时长、破坏性的检测方法与近红外技术的高效性进行对比，这种直观的冲击力，使得这项技术的优势一目了然，让人不得不对其在工业升级中的潜力刮目相看。

评分☆☆☆☆☆

这本书的文字风格是那种非常克制、精准，但又不失人文关怀的类型。我特别喜欢作者在描述某些前沿应用时所流露出的那种谨慎乐观的态度。例如，在讨论生物医学成像的应用前景时，作者并没有过度渲染“神乎其神”的诊断能力，而是冷静地分析了当前面临的组织散射、水分吸收带来的挑战，以及如何通过优化算法来克服这些限制。这种脚踏实地的叙述方式，反而更增添了这本书的可信度。它不会给你“包治百病”的错觉，而是清晰地划出了技术的边界和未来突破的方向。此外，书中插图的质量也值得称赞，那些复杂的系统结构图和光谱曲线图都清晰锐利，标注详尽，极大地降低了理解抽象概念的门槛。我甚至在某些章节的脚注中发现了一些非常精彩的延伸阅读推荐，显示出作者在知识体系构建上的广博和用心，这不是一份简单的资料汇编，而是一份经过精心策展的知识地图。

评分☆☆☆☆☆

good

评分☆☆☆☆☆

老公的书，还可以吧

评分☆☆☆☆☆

重内容，重质量！！！

评分☆☆☆☆☆

还不错的哦。 还不错的哦。

评分☆☆☆☆☆

很好的书，作者是这方面的专家

评分☆☆☆☆☆

涵盖了近红外光谱仪器的相关知识和技术，可作为了解类书籍使用。

评分☆☆☆☆☆

好好好 很好好好好 很好

评分☆☆☆☆☆

挺不错的一本书，科研用的

评分☆☆☆☆☆

很实用的啊，偏工程方向