近红外光谱分析技术实用手册

本书由中国仪器仪表学会组织，中国仪器仪表学会近红外光谱分会承办，编写采用由近红外技术应用专家、科研院所和高等院校的学者和教授、以及国内外知名仪器公司的高层技术主管“三结合”的开放编写模式。邀请的撰稿人都是从事近红外光谱实际工作的中青年专家。书稿拟成之后，采取编委之间相互评审方式，对各章内容进行审校，几易其稿，以达到博采众长、兼收并蓄的效果。希望能够为我国的近红外光谱分析研发人员和应用人员提供实用的指导与参考。 

本书全面、系统地介绍了近红外光谱分析技术，包括光谱基本原理、仪器及其性能、化学计量学算法及其建模规范、近红外光谱技术在诸多领域中的实际应用、近红外光谱成像技术、近红外光谱学科的发展现状。本书以大专院校、研究院所和工作在各生产领域一线的即将从事或刚刚从事近红外光谱分析技术的技术人员或管理领导者为对象，也兼顾长期从事近红外光谱分析技术的科研和应用人员的需求，期望通过本书的介绍能够对近红外光谱分析技术的方方面面有系统的了解和掌握，为读者提供通俗、全面的近红外光谱相关技术资料和信息，成为选择和应用近红外光谱技术的管、产、学、研、用人员随时可以翻阅、经常查考的工具书。

本书编写组名单（按姓氏汉语拼音为序）褚小立 石油化工科学研究院邓勇华 中科技大学杜一平 华东理工大学樊霞 中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所冯艳春 中国食品药品检定研究院韩东海 中国农业大学食品学院韩鲁佳 中国农业大学工学院刘丰秋 仪器信息网刘慧颖 中国仪器仪表学会近红外光谱分会卢福洁 中国仪器仪表学会骆清铭 华中科技大学闵顺耕 中国农业大学理学院石冬冬 中国农业科学院饲料研究所宋春风 北京化工大学王冬 北京农业质量标准与检测技术研究中心王加华 许昌学院王家俊 云南中烟工业有限责任公司吴志生 北京中医药大学中药学院肖雪 广州中医药大学燕泽程 中国仪器仪表学会杨增玲 中国农业大学工学院张椿雨 华中农业大学植物科学技术学院张垒 华中科技大学张良晓 中国农业科学院油料作物研究所张军 上海创和亿电子科技发展有限公司张晓 江苏里下河地区农科所赵丽丽 布鲁克公司赵武善 福斯中国有限公司周学秋 赛默飞世尔科技（中国）有限公司朱大洲 农业部食物与营养发展研究所、国家农业信息化工程技术研究中心

目录

本书编写组名单

前言

第1章概述

11发展简史

12光谱产生机理

13分析原理

14技术特点

15国内外应用现状

16技术展望

参考文献

第2章近红外光谱仪器

21仪器的基本构成

22分光类型

221滤光片型

222发光二极管型

223光栅扫描型

224傅里叶变换型

225声光可调滤光器型

226阵列检测器型

227其他类型

23测量附件

231透射和透反射测量附件

232漫反射测量附件

233漫透射和漫透反射测量

附件

24应用类型

241实验室型

242便携式

243工业在线型

25性能指标

251波长范围

252分辨率

253波长准确性

254波长重复性

255吸光度准确性

256吸光度重复性

257噪声

258杂散光

259软件功能

26商品化的仪器

261ABB公司

262Brimrose公司

263布鲁克（Bruker）公司

264步琦（Buchi）公司

265福斯（Foss）公司

266聚光（FPI）公司

267万通（Metrohm）公司

268珀金埃尔默

（PerkinElmer）公司

269波通（Pertern）公司

2610赛默飞世尔（Thermo Fisher）

公司

2611双利合谱公司

参考文献

第3章化学计量学算法与建模

31常用化学计量学方法

311光谱预处理方法

312波长筛选方法

313异常样本的识别方法

314样本的选择方法

315定量建模方法

316定量模型评价方法

317定性建模方法

318模型传递方法

319化学计量学软件

32定量模型建立与验证流程

33定量模型建立与验证实例

331概述

332软硬件要求

333校正模型的建立

334校正模型的验证

335校正模型的应用

34定性模型建立与验证实例

341概述

342氯化胆碱产品质量鉴别

模型的建立

343在实际检测中的应用

参考文献

第4章近红外光谱在制药领域中的

应用

41制药领域中涉及近红外光谱的

标准和指导原则

42近红外光谱仪器的确认

43近红外光谱分析方法的验证

431概述

432中药液体体系的验证

433中药固体体系的验证

44应用实例

441我国中药生产过程控制中

的应用

442我国药品流通监管领域的

应用

参考文献

第5章近红外光谱在农业领域的

应用

51作物育种中的应用

511油菜育种

512小麦育种

52原料收购及加工中的应用

53近红外光谱网络技术应用

531发展现状

532谷物近红外光谱网络

533典型应用案例

54发展趋势与需求

目录

近红外光谱分析技术实用手册

参考文献

第6章近红外光谱在石油化工领域中

的应用

61引言

62原油及石油产品的分析

621原油

622石脑油

623汽油

624喷气燃料

625柴油

626重油

63化工品的分析

631多元醇的羟值

632聚丙烯

633醋酸工业过程产物

634特殊化学品

参考文献

第7章近红外光谱在饲料品质检测中

的应用

71引言

72原料品质的管理

721原料成分分析

722原料掺假识别

73生产过程的检测

731品质管理

732用于生产成本的优化

参考文献

第8章近红外光谱在食品加工

领域的应用

81水果品质评价

811水果光谱采集方式

812便携式仪器的应用

813台式仪器的应用

814在线仪器的应用

82肉制品品质评价

821肉品化学成分分析

822肉品感官指标分析

823肉制品加工中的应用

83奶制品品质评价

831奶制品成分分析

832奶制品定性分析

833奶制品加工过程中的

应用

84酿酒工业质量控制

841白酒工业的应用

842啤酒工业的应用

参考文献

第9章近红外光谱在纺织品领域

的应用

91引言

92近红外光谱在纺织品领域的研究

及应用现状

921纺织品纤维种类鉴别

922混纺织品纤维成分含量

分析

923纺织纤维其他性质研究

93应用实例

931快速测定棉氨混纺织物中

的氨纶含量

932服装进出口检测

933废旧纺织品回收利用

参考文献

第10章近红外光谱在脑功能研究

中的应用

101引言

102近红外脑功能仪器的分类及

实现

1021连续波功能性近红外光谱

技术

1022相位调制功能性近红外

光谱技术

1023时间分辨功能性近红外

光谱技术

103近红外脑功能研究中的数据

处理及图像重建

1031噪声分析与去除

1032信息分析与提取

1033图像重建

104近红外脑功能应用研究

1041认知科学应用研究

1042临床应用研究

参考文献

第11章近红外光谱成像技术

111成像技术原理

1111光谱成像原理

1112显微成像原理

112成像仪器及实验技术

1121推扫式近红外光谱成像

仪器

1122凝视式近红外光谱成像

仪器

1123显微成像仪器

1124实验技术

113图像数据处理技术

1131光谱成像表达方法

1132光谱预处理方法

1133图像数据处理方法

1134光谱图像重构方法

114应用

1141成像技术（宏观尺度）

应用

1142显微成像技术应用及

实例

第12章近红外光谱学科发展现状

121国内外近红外光谱学术

团体

122国外知名近红外光谱学者

123国内近红外光谱研究团队

124国内外近红外光谱相关出

版物

1241光谱类专著（按出版

日期排序）

1242化学计量学类专著（按出

版日期排序）

1243相关学术期刊

125国内外近红外光谱相关标准

方法

 

前言国际上，近红外光谱分析技术经过近半个世纪的发展，已走过了所谓的概念炒作期，进入了稳步发展的平台期。实践证明，以近红外光谱分析技术为主力军的过程分析技术为发达国家的工业信息化与自动化的深度融合起到了决定性的作用，它所提供的快速、实时测量信息可使工业生产过程保持化的控制，在显著提高产品质量的同时，降低生产成本和资源消耗，从而优化资源配置，给企业带来了丰厚的经济回报。 近十年来，近红外光谱分析技术的研究和应用在我国发展十分迅速，据不完全统计我国有60余个团队在从事近红外光谱分析技术的研发和应用工作，每年近红外光谱仪器（包括便携式、实验室型和现场在线型）销售的总量近300台。随着我国经济和社会的快速发展，每年会有大批的新研发人员和应用者加入到近红外光谱分析队伍。因此，对近红外光谱分析技术相关的参考资料有迫切的需求。 自20世纪90年代以来，国内外出版了多种近红外光谱方面的专著和译著，但这些专著的专业性强，难以满足各领域研究人员、工程技术人员和领导管理干部对近红外光谱分析技术及其相关信息的需要。本书以大专院校、研究院所和工作在各生产一线的即将从事或刚刚从事近红外光谱分析技术的技术人员或管理领导者为对象，也兼顾长期从事近红外光谱的科研和应用人员的需求，期望通过本书的介绍能够对近红外光谱分析技术的方方面面有系统的了解和掌握，为读者提供通俗、全面的近红外光谱相关技术资料和信息，成为读者随时可以翻阅、经常查考的工具书，力争使其成为选择和应用近红外光谱技术的管、产、学、研、用人员的***工具性参考书。 本书由中国仪器仪表学会组织，中国仪器仪表学会近红外光谱分会承办，编写采用由近红外技术应用专家、科研院所和高等院校的学者和教授、以及国内外知名仪器公司的高层技术主管“三结合”的开放编写模式。邀请的撰稿人都是从事近红外光谱实际工作的中青年专家。书稿拟成之后，采取编委之间相互评审方式，对各章内容进行审校，几易其稿，以达到博采众长、兼收并蓄的效果。尽管如此，由于时间仓促，加之近红外光谱技术日新月异，书中定有不足和不妥之处，衷心欢迎读者批评指正。