1 概述
近紅外是指波長介于可見光與中紅外之間的電磁波，ASTM將近紅外譜區(qū)定義為780nm~2526nm（12800~3960cm-1）。近紅外光譜分析是指利用近紅外譜區(qū)包含的物質(zhì)信息，主要用于有機(jī)物定性和定量分析的一種檢測技術(shù)。近紅外光譜為含H基團(tuán)倍頻和組合頻的振動(dòng)吸收。在4000~12500cm-1波數(shù)范圍內(nèi)有含H基團(tuán)（C-H、O-H、N-H、P-H、Si-H）和其它基團(tuán)（如C=O等）的一、二、三、四倍頻及其組合頻的振動(dòng)吸收。近紅外光具有一定的穿透能力（最深可達(dá)到5cm）。因此，近紅外光譜分析中一般無需對樣品進(jìn)行預(yù)處理，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)指標(biāo)的無破壞性測量。近紅外光譜特征吸收峰重疊嚴(yán)重，一般不采用特征峰來直接定性和定量分析，而要依靠化學(xué)計(jì)量學(xué)方法。近紅外光譜(near-infrared spectroscopy，NIR)分析技術(shù)是目前發(fā)展很快且應(yīng)用很廣的過程分析技術(shù)之一，結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)和高速計(jì)算機(jī)處理技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品品質(zhì)的快速分析檢測，具有樣品處理簡單、無損耗、快速等諸多優(yōu)點(diǎn)?？煽焖賹?shí)現(xiàn)淀粉糖漿成分如水分、固含量、果糖含量、葡萄糖含量、單糖、二糖等含量的定量分析。
2.1安裝位置
在線近紅外分析儀（光纖插入式）可安裝于異構(gòu)出料管道位置，或者成品出口管道位置。
2.2 儀器型號
針對澄清透明液體，采用DA3000在線近紅外分析儀及配套透射光纖探頭/透射光纖流通池方案。DA3000在線近紅外分析儀是天津九光科技發(fā)展有限責(zé)任公司自主研發(fā)的針對液體在線分析場景的近紅外光譜儀。
工作原理：在線近紅外光譜儀光源發(fā)出的光經(jīng)過出射光纖進(jìn)入透射光纖探頭/透射光纖流通池，透過被測樣品經(jīng)入射光纖返回到光譜儀分光系統(tǒng)。透射回來的光經(jīng)過固定光柵分光后進(jìn)入檢測器得到近紅外光譜，將得到的光譜數(shù)據(jù)帶入模型計(jì)算，得到待測樣品指標(biāo)連續(xù)輸出顯示在儀器配套的數(shù)據(jù)分析軟件界面上。
在線近紅外檢測系統(tǒng)由近紅外主機(jī)、透射光纖探頭、光纖線纜組成：近紅外主機(jī)本身滿足氣體防爆，由光纖連接主機(jī)和反應(yīng)釜上的透射光纖探頭。其工作原理是：在線近紅外光譜儀光源發(fā)出的光經(jīng)過出射光纖進(jìn)入透射光纖探頭，透過被測樣品經(jīng)入射光纖返回到光譜儀分光系統(tǒng)。由透射光纖探頭透射回來的光經(jīng)過光柵掃描分光后進(jìn)入檢測器得到近紅外光譜，將得到的光譜數(shù)據(jù)帶入模型計(jì)算，得到待測樣品指標(biāo)連續(xù)輸出顯示在儀器配套的數(shù)據(jù)分析軟件界面上。
檢測結(jié)果可通過TCP/IP即網(wǎng)線顯示在控制電腦，網(wǎng)頁版操作軟件，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前值、趨勢圖、強(qiáng)大的查詢統(tǒng)計(jì)功能，班次報(bào)表分析、合格率統(tǒng)計(jì)功能等。生產(chǎn)現(xiàn)場所有的在線近紅外分析儀可以并入客戶局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)任何電腦客戶端均可實(shí)時(shí)查看所有儀器的檢測結(jié)果。
檢測結(jié)果可通過4-20mA、Modbus RTU/TCP、OPC等通訊協(xié)議傳輸?shù)紻CS控制系統(tǒng)。
表1 果葡糖漿30產(chǎn)品成分參數(shù)近紅外模型效果
參數(shù)名稱 | 范圍 | RMSE（預(yù)測標(biāo)準(zhǔn)偏差） | R2（決定系數(shù)） |
果糖含量 | 20-40 | 0.35 | 0.97 |
葡萄糖含量 | 40-60 | 0.37 | 0.97 |
干物質(zhì) | 36-50 | 0.40 | 0.97 |
(空格分隔,最多3個(gè),單個(gè)標(biāo)簽最多10個(gè)字符)
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