近紅外光譜器已走過近50年的發(fā)展歷程,在這50年的時間里,儀器從設(shè)計到性能以及測量方法都發(fā)生了巨大的變化。近年來,近紅外光譜儀器的數(shù)字化程度不斷提高,配備功能強大的計算機和化學(xué)計量學(xué)分析軟件,使其得到更為廣泛的應(yīng)用。尤其在歐美等發(fā)達家,近紅外光譜儀器、紫外分光光度計已被視為品質(zhì)管理實驗中必備的儀器。
在儀器硬件方面,我雖然取得了定成績,但與際先進水平相比還存在相當(dāng)大的差距,例如儀器的主要核心部件還依賴于、用于測量不同類型樣品的附件不夠完善、光譜儀整體性能指標和智能化水平有待提高、尚沒有批量生產(chǎn)的專用近紅外光譜儀器等。在應(yīng)用研究方面,我?guī)缀跎婕傲怂锌赡軕?yīng)用的領(lǐng)域,但大多數(shù)工作只限于初步的嘗試性研究,離實際應(yīng)用的要求尚有定距離。
所有生產(chǎn)企業(yè)都不具備批量生產(chǎn)的銷售量
1990年代開始,內(nèi)也開始了些近紅外光譜儀器的生產(chǎn)。經(jīng)過近30年的發(fā)展,目前內(nèi)生產(chǎn)近紅外光譜儀的廠家越來越多,如聚光科技、上海菁華、上海棱光、南京中地、上海舜宇恒平、長光思博等。
產(chǎn)近紅外光譜儀器的穩(wěn)定性,特別是長期穩(wěn)定性與外知名公司的儀器相比尚有很大的差距;信噪比也不盡人意;另外,近紅外光譜儀器在標準化、模型傳遞、物聯(lián)網(wǎng)、技術(shù)標準、應(yīng)用示范等關(guān)鍵理論或技術(shù)方面,還急需加強研發(fā)。這些在近紅外光譜分析中基礎(chǔ)的要求制約著產(chǎn)儀器在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用。
生產(chǎn)積極性不高、標準制定嚴重滯后
2012年,我召開了題為“我近紅外光譜分析關(guān)鍵技術(shù)問題、應(yīng)用與發(fā)展戰(zhàn)略”的香山科學(xué)會議,可見家對近紅外光譜儀器發(fā)展的重視。發(fā)現(xiàn)問題,才能解決問題,所以,先需要找出產(chǎn)近紅外光譜儀器、紫外分光光度計發(fā)展中存在哪些亟需突破的“瓶頸”。
需要廣大科研工作者做仔細的工作,如果還是停留在“采用某種先進的儀器某種光譜預(yù)處理方法某種建模算法=解決某指標的檢測”這樣的試驗報告的形式上,對提高近紅外光譜技術(shù)的應(yīng)用水平是沒有太大幫助的。
高端與專用并重,網(wǎng)絡(luò)化是方向
目前近紅外光譜儀器正處在方興未艾的發(fā)展階段,綜合比較外先進儀器,以下幾個方面或許是近期產(chǎn)近紅外光譜器發(fā)展的趨勢:
(1)傅立葉變換型依然是主流產(chǎn)品
目前研究型的近紅外光譜儀器基本都屬于傅立葉型,傅立葉變換硬件技術(shù)要求高,我至今不能獨立開發(fā)生產(chǎn)該類儀器。內(nèi)的傅立葉變換近紅外儀器市場份額95%以上被外品牌占有。
(2)小型化、專用化、便攜化是發(fā)展方向
為了滿足生產(chǎn)過程中各種需求,需要開發(fā)各式各樣的實用儀器,千萬不能采用“機多用”的思維模式,這樣不但浪費了資源,也使得儀器不能面面兼顧,往往使得儀器不能工作在佳工作點。小型為了節(jié)省空間,便于在線安裝;
專用化——可以大限度提高儀器的性能,滿足特定內(nèi)容的檢測。生產(chǎn)過程中有許多環(huán)節(jié)只要檢測幾個參數(shù),有時甚至只需要檢測個參數(shù),研發(fā)專用儀器無論是使用成本、檢測精度,還是穩(wěn)定性和可靠性都會得到大大的提高;
便攜化——滿足野外現(xiàn)場、突發(fā)事件的檢測,這類儀器不但要考慮儀器的基本指標,還到考慮能耗問題,特別是光源的能耗,同時還需考慮累積工作時間、抗振動、工作環(huán)境等。
(3)智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)共享是儀器的內(nèi)容
為了降低儀器對使用者要求,為了使儀器能在各種環(huán)境下始終工作在佳工作點上,從儀器方面來講,就是使儀器本身聰明起來,能主動適應(yīng)使用者和環(huán)境的變化,儀器的智能化是所有分析儀器發(fā)展的基本要求。
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