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从农作物到货架 近红外光谱分析的应用前景一片光明

导读: 在过去的60年里,NIR光谱仪技术取得了巨大的进步。尽管早期的设备复杂烦琐且使用范围局限于实验室,但现在的NIR光谱仪则利用了微处理器控制、高精度A/D采样和具有统计分析能力的计算机化光谱计算,可在多种不同的场所快速获得测量结果。

  近红外(NIR)光谱仪虽然已经问世60年之久,但它在测量不同材料的能量反射或者透射方面的重要性却鲜少被人认可。

  NIR光谱仪可帮助一系列产业(包括农业、法医学、医药、石油及医疗保健等等)确定某种物质的分子“指纹”。

  在过去的60年里,NIR光谱仪技术取得了巨大的进步。尽管早期的设备复杂烦琐且使用范围局限于实验室,但现在的NIR光谱仪则利用了微处理器控制、高精度A/D采样和具有统计分析能力的计算机化光谱计算,可在多种不同的场所快速获得测量结果。

  现在,NIR光谱仪有四种主要用途:

  ·在实验室中 - 通常为大型、高精度的多功能仪器。负责处理光谱数据的计算机可以在实验室内部,亦可通过以太网或USB来连接,实现远程操控。它们可以处理大量的数据并在短短数秒内完成与一个分布式参考库的比较。

  ·在实地 - 便携式NIR光谱仪看上去类似于一个小型实验室设备——可移动式,且通常采用一个市电或者带逆变器的直流电电源供电运行。它们往往比午餐盒大一些,可放置于卡车的后挡板上,以便在实地或产业环境(比如农场或矿山)中使用。

  ·在工厂里 - 这些专用设备负责监视工厂环境,而且常常用于一些特定的用途。在工厂里,一条装配流水线上可能安装有多台光谱仪,它们通过以太网或采用无线方式连接至一部主控设备。

  ·在您的手中 - 制造可移动且便于用户使用的手持式光谱仪是业界关注的一大焦点。目前市面上的产品可以采用电池供电,其尺寸与一个大的手钻差不多。这种光谱仪的优势在于它们拥有真正的便携性,并可依靠内置的电源供电运行,因而适合远程使用。

  现今,DLP产品光谱仪产品线包括两种不同的芯片组,它们可以内置于新式NIR光谱仪中。针对超便携分析,DLP2010NIR数字微镜器件(DMD)支持高达1,500赫兹的可编程高速图形速率,可满足实时测量的要求。该芯片是业界首款完全可编程的微机电系统(MEMS),专为700纳米至2500纳米的波长而优化。当把它与支持蓝牙®和蓝牙低功耗的DLP NIRscan™ Nano评估模块(EVM) 配套使用时,设计人员就能够轻松地完成便携式分析仪的原型设计,从而加快嵌入式超移动光谱仪的开发进程。

  针对高性能系统,具有超过100万个微镜的DLP4500NIR DMD支持高达4,225赫兹的可编程高速图形速率,而且同样是专门针对700纳米至2500纳米波长而优化的。对应的DLP NIRscan EVM可为持续时间不到一秒的测量提供30,000:1的信噪比,因而能实现快速和准确的材料分析。

  在实际应用中持续取得的进展正在逐步实现尺寸更小、成本效益高的设备,从而使得此项技术最终被消费者接受。我们来设想这样一部内置了NIR光谱仪的智能手机:它能够评估粮食的成熟度、检测食品过敏原、确认昂贵橄榄油的纯度、辅助医疗监测或者检查车辆用油。TI相信NIR光谱仪有着巨大的潜力。

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