《NIR技术综述及其应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《NIR技术综述及其应用（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、材料学院 董友明近红外光谱技术研究进展及其 在木材胶粘剂中的应用目录概述1近红外光谱技术研究进展2NIR在木材胶粘剂中的应用3总结4核能级跃迁电磁转动分子转动分子振动外层电子的跃迁内层电子 的跃迁-射线X 射线紫外可 见NIRMIRFIRESRNMR红外微波Radio, TV 无线电波InteractionRegion108107106105104103102101110-110-210-3波数(cm-1)12,800 cm-1 (780 nm)3,960cm -1 (2,526 nm)近红外光谱谱区示意图1 概述2 近红外光谱技术研究进展根据光的分光方式，传统的近红外光谱仪器有滤光片型、光栅
2、扫描型、固 定光路检测器型、傅立叶变换型、声光可调滤光器型等五种类型。以上几类仪器虽然可以获得全波段光谱，但是由于使用了机械移动部件或 者是采用了昂贵的阵列检测器，使得仪器在便携性、波长稳定性、测量重复性 及成本等方面都存在着不可避免的问题，使得近红外光谱仪走出实验室用于工 业现场存在着或多或少的局限。因此智能化、小型化、集成化、实时测量已成为近红外光谱仪器发展的主 要趋势。2 近红外光谱技术研究进展2.1 光谱信号处理方法2.1.1 阿达玛变换阿达玛变换(hadamard transform，HT)是近30年来发展起来的基于 平面波函数的一种变换。而应用于近红外光谱仪只有几年时间。HT100
3、阿达玛变换近红外光谱仪2 近红外光谱技术研究进展2.1 光谱信号处理方法2.1.2 小波变换作为一种新型的变换技术，小波变换在信号与图像处理中应用得非常 广泛。与傅里叶变换相比，小波变换具有时域和频域局部化性质，即在 低频部分具有较高的频率分辨率和较低的时间分辨率，在高频部分具有 较高的时间分辨率和较低的频率分辨率，这种特性正符合低频信号变化 缓慢而高频信号变化迅速的特点，使小波变换具有对信号的自适应能力 。u张海波,叶晓慧.一种改善微弱信号信噪比的小波变换消噪法J. 现代电子 技术.2009(04)uBoyong W. Wavelet Analysis Used for Spectral B
4、ackground Removal in the Determination of Glucose from Near-infrared Single-beam SpectraJ. Analytica Chimica Acta. 2010, 681: 63-702 近红外光谱技术研究进展2.1 光谱信号处理方法2.1.3 数字锁相技术锁相放大技术基于相干检测技术，利用参考信号频率与输入信号频率 相关而与噪声频率不相关的原理，达到从噪声中提取有效信息的目的。 数字锁相是为了克服传统模拟锁相技术的一些缺点应运而生的。u朱虹,林君,吴忠杰,王智宏,占细雄. 近红外光谱仪中的数字锁相技术 研究J.仪器
5、仪表学报.2006(10)u徐晗,卢启鹏,朴仁官. 基于锁相放大的近红外光谱信号提取电路研究 J. 微计算机信息. 2009(23)2 近红外光谱技术研究进展2.2 MEMS光谱仪由于微机电系统（Micro Electro-Mechanic System，MEMS）技术的 兴起，国内外开始了对基于MEMS光栅技术的近红外光谱仪研制的探索。完整的MEMS是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯 接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统。其目标是把信息的获取 、处理和执行集成在一起，组成具有多功能的微型系统，集成于大尺寸系 统中，从而大幅度地提高系统的自动化、智能化和可靠性水平。 200
6、6年， 赛默飞世尔科技（原热电） Antaris 系列： Antaris Target混合过程分析仪2 近红外光谱技术研究进展2.2 MEMS光谱仪2007年， Axsun公司IntegraSpecTM XL系列2 近红外光谱技术研究进展2.2 MEMS光谱仪2008年， 德国COLOUR CONTROL公司主要和德国国家机构-弗朗霍夫学会 (Fraunhofer)进行共同开发，引入MEMS扫描镜和双探测技术的近红外光谱仪 Irsys type系列2 近红外光谱技术研究进展2.3 其他方面2012年， 美国JDSU公司MicroNIRTM1700光谱仪3.1 在线检测在胶粘剂生产中，实时监测胶
7、粘剂组分的变化，可以有效控制产品的 最终质量。3 NIR在木材胶粘剂中的应用uAna Henriques et al. Determination of Formaldehyde/Urea Molar Ratio in Amino Resins by Near-Infrared Spectroscopy. Journal of Applied Polymer Science, Vol. 124, 24412448 (2012)3 NIR在木材胶粘剂中的应用3.2 人造板中胶粘剂的检测对于压制成型的成品板，如何快速、准确地表征与评价其施胶效果 ，始终是人造板生产与科研领域中的一个难题，一直受到各
8、国学者们的 重视。因此，研究和开发一种既快速而又准确的测量人造板施胶效果分 析技术，对于提高板材的生产效率和质量有很强的指导意义。NIR技术就有望成为一种快速、准确的无损检测方法。uAdam Taylor, Brian K. Potential of visible and near infrared spectroscopy to quantify phenol formaldehyde resin content in oriented strandboard. Eur. J. Wood Prod. (2009) 67: 354 总结u 目前NIR光谱技术的研究多集中于智能化、小型化、集成
9、化、实时测 量等方面，以及新领域的应用。随着新技术、新计量方法等在NIR光 谱上深入应用，以及其他分析手段与NIR光谱的结合应用，NIR光谱 分析技术必将在更多领域中得到实际应用，发挥出更大潜力。u 无论在胶粘剂的在线检测方面，还是在人造板中胶粘剂分布检测方面 ，NIR光谱分析技术在木材胶粘剂中应用意义显著，潜力巨大。将 NIR技术应用到这两个方面是一项创新，有待进一步开发。参考文献1 张卉,宋妍,冷静,蒋庄德. 近红外光谱分析技术J. 光谱实验室. 2007(03) 2 孙颖. 近红外光谱分析技术及应用进展J. 山东化工. 2010(02) 3 刘翠翠. 马铃薯块茎钾含量近红外模型的建立及主
10、要性状的遗传分析D. 东北农业大学 2011 4 高振洪. 近红外光谱分析仪器的应用与发展J. 科技创新导报. 2012(04) 5 李旭东,张根明. 近红外光谱分析技术的发展与应用研究J. 重庆科技学院学报(自然科学版). 2008(02) 6 Donald A. Burns and Emil W. Ciurczak. Handbook of Near-Infrared Analysis, Third Edition. M. CRC Press. 2008 7 王俊. 智能微型近红外光纤光谱仪研制D. 复旦大学 2011 8 张智海,莫祥霞,郭媛君,王伟.微型MOEMS阿达玛变换近红外光谱仪
11、J. 光谱学与光谱分析. 2011(07) 9 刘佳,陈奋飞,廖乘胜,许谦,曾立波,吴琼水. 基于数字微镜技术的阿达玛变换近红外光谱仪J. 光谱学与光谱 分析. 2011(10) 10 雷猛,冯新泸,张新民,曾立波. 阿达玛变换近红外光谱仪J. 现代科学仪器. 2009(04) 11 文进爱,彭仲,欧瑜枫. 小波分析及其应用研究J. 大众科技. 2009(08) 12 张海波,叶晓慧. 一种改善微弱信号信噪比的小波变换消噪法J. 现代电子技术. 2009(04) 13 Boyong W. Wavelet Analysis Used for Spectral Background Removal
12、 in the Determination of Glucose from Near-infrared Single-beam Spectra. J. Analytica Chimica Acta.2010,681:63-70 14 丁莹. 近红外光谱仪器的研究进展与发展趋向J. 红外. 2012(07) 15 朱虹,林君,吴忠杰,王智宏,占细雄. 近红外光谱仪中的数字锁相技术研究J. 仪器仪表学报. 2006(10) 16 徐晗,卢启鹏,朴仁官. 基于锁相放大的近红外光谱信号提取电路研究J. 微计算机信息. 2009(23) 17 苏雷龙,蒋书波,程明霄,何野,徐波. 基于MEMS微镜技术的
13、近红外光谱仪的研究J. 光谱实验室. 2011(02) 18 褚小立,陆婉珍. 近红外光谱仪新进展J. 分析仪器. 2008(01) 19 Ana Henriques et al. Determination of Formaldehyde/Urea Molar Ratio in Amino Resins by Near-Infrared Spectroscopy. Journal of Applied Polymer Science, (2012)Vol. 124, 24412448 20 胡峻峰. 基于数字图像处理的人造板施胶效果分析D. 东北林业大学 2008 21 Adam Taylor ,Brian K. Potential of visible and near infrared spectroscopy to quantify phenol formaldehyde resin content in oriented strandboard. Eur. J. Wood Prod. (2009) 67: 35
