近紅外光譜分析技術實用手冊 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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褚小立主編 著

圖書標籤:

• 近紅外光譜
• 光譜分析
• 分析技術
• 實用手冊
• 光譜學
• 化學分析
• 材料分析
• 無損檢測
• 快速檢測
• 應用技術

店鋪： 文軒網旗艦店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111527725

商品編碼：10231410410

齣版時間：2016-03-01

作  者:褚小立 主編 定  價:150 齣 版 社:機械工業齣版社 齣版日期:2016年03月01日 頁  數:493 裝  幀:精裝 ISBN:9787111527725 ●本書編寫組名單
●前言
●第1章概述
●1.1發展簡史
●1.2光譜産生機理
●1.3分析原理
●1.4技術特點
●1.5國內外應用現狀
●1.6技術展望
●參考文獻
●第2章近紅外光譜儀器
●2.1儀器的基本構成
●2.2分光類型
●2.2.1濾光片型
●2.2.2發光二極管型
●2.2.3光柵掃描型
●2.2.4傅裏葉變換型
●2.2.5聲光可調濾光器型
●2.2.6陣列檢測器型
●2.2.7其他類型
●部分目錄

內容簡介

本書全麵、係統地介紹瞭近紅外光譜分析技術，包括光譜基本原理、儀器及其性能、化學計量學算法及其建模規範、近紅外光譜技術在諸多領域中的實際應用、近紅外光譜成像技術、近紅外光譜學科的發展現狀。本書以大專院校、研究院所和工作在各生産領域一綫的即將從事或剛剛從事近紅外光譜分析技術的技術人員或管理為對象，也兼顧長期從事近紅外光譜分析技術的科研和應用人員的需求，期望通過本書的介紹能夠對近紅外光譜分析技術的方方麵麵有係統的瞭解和掌握，為讀者提供通俗、全麵的近紅外光譜相關技術資料和信息，成為選擇和應用近紅外光譜技術的管、産、學、研、用人員隨時可以翻閱、經常查考的工具書。 前言國際上，近紅外光譜分析技術經過近半個世紀的發展，已走過瞭所謂的概念炒作期，進入瞭穩步發展的平颱期。實踐證明，以近紅外光譜分析技術為主力軍的過程分析技術為發達國傢的工業信息化與自動化的深度融閤起到瞭決定性的作用，它所提供的快速、實時測量信息可使工業生産過程保持優化的控製，在顯著提高産品質量的同時，降低生産成本和資源消耗，從而優化資源配置，給企業帶來瞭豐厚的經濟迴報。
    近十年來，近紅外光譜分析技術的研究和應用在我國發展十分迅速，據不完全統計我國有60餘個團隊在從事近紅外光譜分析技術的研發和應用工作，每年近紅外光譜儀器（包括便攜式、實驗室型和現場在綫型）銷售的總量近300颱。隨著我國經濟和社會的快速發展，每年會有大批的新研發人員和應用者加入到近紅外光譜分析隊伍。因此，對近紅外光譜分析技術相關的參考資料有迫切的需求。
 等

探尋微觀世界的奧秘：光與物質的深度對話 在我們生活的世界裏，光無處不在，它不僅照亮我們的前路，更是洞察物質本質的鑰匙。從巍峨的山巒到細微的塵埃，每一種物質都以其獨特的方式與光互動。而“近紅外光譜分析技術實用手冊”這本專著，正是為我們揭示瞭如何通過一種巧妙而強大的工具——近紅外光譜，來傾聽光與物質之間那場無聲的深度對話，從而揭示隱藏在錶象之下的豐富信息。 這本書並非高深的理論堆砌，而是將前沿的科學技術轉化為觸手可及的實踐指南。它麵嚮的是一群渴望深入理解物質構成、監測品質變化、優化生産流程的專業人士，以及對科學探索充滿好奇心的愛好者。它所提供的，是一種全新的視角，一種超越傳統感官的洞察力。 第一章：近紅外光譜的起源與演進——穿越時空的信號 要理解近紅外光譜為何如此強大，我們首先需要迴溯它的起源。我們將一同迴顧光譜學的發展簡史，從牛頓對光的色散實驗開始，到早期紅外探測技術的萌芽。近紅外光譜，顧名思義，是指在光譜的電磁波譜中，波長介於0.78微米（μm）到2.5微米（μm）之間的區域。為什麼是這個區域？原因在於，這個波段的光能夠被許多有機化閤物中的特定化學鍵（如C-H, O-H, N-H等）吸收，並産生特徵性的吸收譜峰。這些譜峰的強度、位置以及形狀，就像是每種物質獨有的“指紋”，能夠清晰地反映其分子組成、結構以及含量。 我們將深入探討近紅外光譜技術是如何從實驗室的精巧測量，逐漸發展成為一種廣泛應用於工業、農業、醫藥、食品、環保等諸多領域的強大分析手段。這其中包含瞭探測器技術的革新，光源的進步，以及更為關鍵的——計算機和算法的發展，使得復雜的數據處理和模型建立成為可能。這本書將帶領讀者領略這段波瀾壯闊的技術演進史，理解近紅外光譜是如何一步步成為現代分析化學中不可或缺的工具。 第二章：近紅外光譜的物理基礎——光與物質的相互作用 理解近紅外光譜分析的精髓，離不開對其物理基礎的深入剖析。本章將聚焦於近紅外光與物質分子之間的核心相互作用——分子振動。當近紅外光照射到樣品時，樣品中的分子會吸收特定波長的光子，從而激發其分子的振動模式，例如伸縮振動、彎麯振動等。不同類型的化學鍵，在不同的分子環境中，會錶現齣不同的振動頻率，也就對應著近紅外光譜中的特定吸收峰。 我們將詳細解釋這些分子振動是如何産生的，以及為何它們在近紅外波段錶現得尤為顯著。這包括對分子內化學鍵的極性、質量以及連接方式的考量。此外，我們還將探討“泛頻”和“閤頻”的概念，它們是産生一些弱吸收峰的重要原因，往往也能提供額外的、有價值的分子信息。 本書將以直觀易懂的方式，結閤圖示和模型，闡述光能如何被物質吸收，以及這種吸收如何轉化為我們可以探測到的信號。理解這些基本原理，對於準確解讀光譜數據，建立可靠的分析模型至關重要。我們將避免過於晦澀的數學推導，而是側重於物理現象的直觀展現，讓讀者能夠清晰地把握近紅外光譜分析的內在邏輯。 第三章：近紅外光譜儀器的選擇與配置——量身定製的洞察力工具 工欲善其事，必先利其器。選擇一颱閤適的近紅外光譜儀是開展精準分析的首要步驟。本章將為讀者提供關於近紅外光譜儀的全麵選型指南。我們將介紹不同類型的近紅外光譜儀，包括傅裏葉變換近紅外光譜儀（FT-NIR）和基於濾光片或光柵的分光光度計近紅外光譜儀。 對於FT-NIR，我們將深入解析其核心部件——乾涉儀的工作原理，以及它為何能夠實現高分辨率和高信噪比的測量。我們還會討論不同類型光源（如鎢燈、鹵素燈、氙燈等）的特點和適用範圍，以及不同探測器（如PbS, InGaAs, MCT等）的選擇依據，它們對不同波段的敏感度和響應速度有著顯著影響。 此外，針對特定的應用需求，我們還將探討不同采樣附件的重要性，例如漫反射附件、透射附件、ATR（衰減全反射）附件等，它們如何適應不同形態（固體、液體、氣體、粉末）的樣品，並影響測量結果的質量。本書將強調，沒有絕對“最好”的儀器，隻有“最適閤”的儀器。因此，我們將引導讀者根據自身的應用領域、樣品類型、精度要求以及預算，做齣最明智的選擇。 第四章：樣品製備與測量技巧——數據質量的基石 再好的儀器，如果沒有正確的樣品製備和測量技巧，也無法獲得可靠的數據。本章將成為廣大用戶的實踐寶典。我們將詳細闡述針對不同類型樣品的標準製備方法，例如粉末樣品的研磨和壓片，液體樣品的消解和稀釋，以及固體樣品的直接測量等。 對於每一種製備方法，我們都將提供詳細的操作步驟、注意事項以及可能遇到的問題和解決方案。例如，對於粉末樣品，顆粒大小的均勻性、壓片的壓力和厚度都可能對光譜産生影響，我們需要學會如何控製這些變量。 在測量技巧方麵，我們將重點介紹如何進行有效的儀器校準，包括波長校準和強度校準，以及背景扣除的重要性。我們將講解如何優化測量參數，如掃描次數、光譜分辨率、積分時間等，以獲得最佳的信噪比和最準確的光譜數據。書中還將提供一些實用的技巧，幫助用戶避免常見的測量誤差，例如光程長度不一緻、樣品不均勻、雜散光等，從而為後續的數據分析奠定堅實的基礎。 第五章：數據預處理與校正——淨化信號，還原真相 原始光譜數據往往包含瞭噪聲、基綫漂移、散射效應以及儀器效應等乾擾信息，直接進行分析可能會導緻錯誤的結論。因此，數據預處理和校正是獲得準確分析結果的關鍵步驟。本章將係統介紹近紅外光譜數據分析中的常用預處理方法。 我們將詳細講解如何利用不同的算法來處理這些乾擾。例如，對於噪聲，我們將介紹平滑濾波（如Savitzky-Golay濾波）的應用；對於基綫漂移，我們將講解多項式擬閤、最小二乘擬閤等方法；對於散射效應，我們將討論Rice-Stark校正、Xiao-Wang校正等。 此外，本章還將深入探討不同校正模型對分析結果的影響，例如SCP（Standard Normal Variate）、MSC（Multiplicative Scatter Correction）等。我們將通過實例演示，說明每種預處理方法的原理、適用場景以及如何選擇最閤適的組閤，以達到最大程度地淨化光譜信號，突齣化學成分信息的目的。理解這些預處理技術，就像是為我們手中的“洞察力工具”進行瞭一次精細的“調校”，使其能夠更清晰地“看到”物質的本質。 第六章：定性與定量分析模型——從指紋到含量 一旦光譜數據得到有效預處理，我們就可以開始構建模型，實現對物質的定性識彆和定量分析。本章將是本書的核心應用章節之一。 在定性分析方麵，我們將介紹如何利用近紅外光譜的“指紋”特徵進行物質的身份識彆。這包括光譜庫的建立與比對，以及如何通過分析吸收峰的位置、強度和形狀來區分不同的化閤物。我們將探討一些常用的定性分析方法，例如主成分分析（PCA）在樣品聚類和異常值檢測中的應用，以及如何通過可視化手段來直觀地展示樣品之間的相似性或差異性。 在定量分析方麵，我們將深入講解如何建立數學模型，將光譜數據與物質的含量聯係起來。這包括對化學計量學（Chemometrics）方法的詳細介紹，例如多元綫性迴歸（MLR）、偏最小二乘迴歸（PLS-R）、主成分迴歸（PCR）等。我們將詳細解釋這些方法的原理，如何進行模型的訓練、驗證和優化，以及如何評估模型的預測性能。本書將強調模型的可解釋性，讓用戶不僅能得到分析結果，還能理解模型是如何得齣這些結果的，從而增強對模型的信任。 第七章：近紅外光譜技術的應用領域——無所不在的洞察力 近紅外光譜技術的應用範圍之廣，令人驚嘆。本章將通過一係列生動的案例，展示近紅外光譜在不同行業中的實際應用。 在食品工業中，我們將看到近紅外光譜如何用於快速檢測食品的成分含量（如水分、脂肪、蛋白質、糖分等），評估食品的新鮮度和品質，以及進行摻假檢測。例如，在榖物、奶粉、肉類、水果等産品的質量控製中，近紅外光譜能夠提供實時、無損的檢測方案。 在農業領域，近紅外光譜被廣泛應用於土壤養分分析、農作物病蟲害監測、種子純度鑒定以及飼料成分分析。它為精準農業提供瞭強大的技術支撐。 在醫藥行業，近紅外光譜在藥物成分的鑒彆、含量測定、原料藥的質量控製、藥品的包裝完整性檢測等方麵發揮著重要作用，有效保障瞭藥品的安全性和有效性。 在石油化工中，近紅外光譜可用於汽油、柴油等産品的辛烷值、十六烷值、硫含量等的快速檢測，以及聚閤物材料的結構分析和質量監控。 此外，本書還將簡要介紹近紅外光譜在紡織、造紙、環保監測、化妝品、材料科學等領域的應用，展示其作為一種通用、高效的分析工具的巨大潛力。 第八章：常見問題與解答——攻剋實踐中的難關 無論多麼詳盡的指南，在實際操作中總會遇到各種各樣的問題。本章旨在為讀者提供一個常見問題與解答的集錦，幫助他們快速定位和解決遇到的睏難。 我們將收集和整理在近紅外光譜分析過程中經常齣現的問題，例如：為什麼我的光譜數據信噪比很低？為什麼我的模型預測結果不穩定？如何處理樣品的不均勻性？如何區分不同樣品中的微量成分？我們將針對這些問題，提供詳細的分析思路和具體的解決方案。 本書將以問答的形式，對這些問題進行深入的探討，並輔以必要的圖示和示例，確保讀者能夠清晰地理解問題的根源和解決的方法。通過這部分內容的學習，用戶將能夠更加自信地應對實際操作中的挑戰，提高分析的效率和準確性。 第九章：未來展望——近紅外光譜的無限可能 近紅外光譜技術並非停滯不前，它仍在不斷發展和創新。本章將展望近紅外光譜技術的未來發展趨勢。 我們將探討新興的儀器技術，例如更高靈敏度和更高分辨率的光譜儀，以及便攜式、在綫式近紅外光譜儀的發展。同時，我們還將關注人工智能（AI）和機器學習（ML）在近紅外光譜數據分析中的深度融閤，例如深度學習在特徵提取和模型構建方麵的突破性進展，這將為近紅外光譜分析帶來更強大的預測能力和更廣泛的應用前景。 此外，我們還將討論近紅外光譜與其他分析技術的聯用，例如與色譜技術、質譜技術等的結閤，以實現更全麵、更深入的物質錶徵。本書將鼓勵讀者保持對新技術和新應用的關注，並積極探索近紅外光譜技術在未知領域中的應用潛力。 “近紅外光譜分析技術實用手冊”不僅僅是一本書，它是一座橋梁，連接著基礎科學原理與實際應用需求，它是一種工具，賦予用戶洞察微觀世界、掌控物質本質的力量。閱讀這本書，您將學會如何“聽懂”光與物質的對話，從而在您的研究和工作中，獲得前所未有的深刻洞察和可靠結果。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容，真的讓我對近紅外光譜分析技術有瞭脫胎換骨的認識。我之前對這個領域隻是略知一二，總覺得它高深莫測，應用起來也特彆復雜。但拿到這本《近紅外光譜分析技術實用手冊》之後，我纔發現，原來一切都可以如此清晰、直觀。書中的第一部分，就非常詳盡地介紹瞭近紅外光譜的基本原理，從電磁波的性質，到分子振動和吸收，再到光譜的産生機理，作者都用通俗易懂的語言和生動的圖示進行瞭講解。我特彆喜歡作者在解釋“近紅外”這個概念時，並非簡單地給齣一個波長範圍，而是深入剖析瞭為什麼選擇這個波段，它與可見光和中紅外光譜有何區彆，以及其獨特的優勢所在。這一點對於初學者來說至關重要，它能夠幫助我們建立起對整個技術的宏觀認知，避免瞭望文生義的誤解。

評分☆☆☆☆☆

我一直認為，一本好的技術手冊，不僅僅是傳授知識，更重要的是激發讀者的思考和探索欲。這本《近紅外光譜分析技術實用手冊》在這方麵做得非常到位。在介紹完基礎理論和技術之後，作者並沒有止步於此，而是引導讀者思考如何根據具體的應用需求，選擇最閤適的儀器、最有效的預處理方法和建模策略。我尤其喜歡書中關於“模型轉移”和“模型更新”的章節。這些是實際應用中經常遇到的難題，但作者卻能給齣非常有見地的解決方案和建議。當我看到作者在探討如何將一個在實驗室建立的模型，成功地應用於不同批次、不同生産綫的産品檢測時，我感受到瞭技術帶來的實際價值和無限可能。

評分☆☆☆☆☆

在閱讀這本書的過程中，我最大的感受就是作者的專業功底深厚，同時又具備極強的科普能力。對於一些可能讓初學者感到睏惑的術語和概念，作者總能用最簡潔明瞭的語言進行解釋，並且運用大量的圖錶和流程圖來輔助說明。我特彆欣賞作者在講解“化學計量學”這一核心概念時，不是簡單地將它作為一個獨立的章節來介紹，而是將它貫穿在整個數據處理和模型建立的過程中。作者詳細地闡述瞭化學計量學在理解光譜數據、提取信息、建立模型等各個環節中的重要作用，讓我能夠真正地理解近紅外光譜分析不僅僅是“測量”一個光譜，更是“解讀”光譜的過程。

評分☆☆☆☆☆

對於想要深入瞭解近紅外光譜分析技術的讀者來說，這本書絕對是不可多得的優質資源。作者不僅在理論上講解透徹，更在實踐層麵提供瞭詳盡的操作指導和案例分析。我從書中學習到瞭如何選擇閤適的儀器，如何進行規範的樣品製備，如何對采集到的原始光譜進行有效的預處理，以及如何運用化學計量學方法建立可靠的定量或定性分析模型。這本書讓我意識到，近紅外光譜分析技術並非遙不可及，而是可以通過係統學習和實踐，掌握並應用於各個領域，為我們的生産生活帶來實實在在的便利和進步。

評分☆☆☆☆☆

數據處理和分析的部分，是這本書的另一大亮點。坦白說，我之前對光譜數據的處理一直感到頭疼，各種預處理方法、建模算法，總是讓人眼花繚亂。但是，這本書以一種非常係統化的方式，將這些復雜的概念層層剝開。從光譜的采集與優化，到常見的預處理技術，如平滑、導數、歸一化等等，作者都給齣瞭詳細的步驟和原理說明，並且配有具體的實例，讓我能夠一步步跟著操作。我尤其喜歡作者在介紹多元統計分析方法時，不僅僅是給齣瞭公式，而是深入淺齣地講解瞭主成分分析（PCA）、偏最小二乘迴歸（PLSR）等算法的核心思想，以及它們是如何在近紅外光譜分析中發揮作用的。當我看到通過這些方法，看似雜亂無章的光譜數據能夠被有效地轉化為有意義的信息時，那種成就感是難以言喻的。

評分☆☆☆☆☆

這本書在應用案例的展示上，做得非常齣色，涵蓋瞭農産品、食品、藥品、化工等多個領域。我特彆關注瞭食品安全方麵的內容，比如如何利用近紅外光譜快速檢測食品的摻假、品質等級，以及營養成分含量。書中列舉的案例，不僅僅是簡單地說“可以實現”，而是詳細地描述瞭具體的實驗設計、樣本製備、模型建立過程，甚至包括瞭模型驗證和實際應用中的注意事項。例如，在檢測蜂蜜真僞的案例中，作者詳細闡述瞭為什麼不同的蜂蜜樣本會産生不同的近紅外光譜，以及如何通過建立校正模型來區分天然蜂蜜和假冒蜂蜜。這種貼近實際的講解，讓我能夠更直觀地理解近紅外光譜分析技術的強大之處，並且能夠將學到的知識融會貫通到自己的研究方嚮中。

評分☆☆☆☆☆

我一直對光譜技術的“非破壞性”和“快速性”兩大特點非常感興趣，而近紅外光譜在這方麵尤為突齣。這本書就非常詳細地解釋瞭為什麼近紅外光譜能夠實現非破壞性檢測，以及它在速度上的優勢是如何實現的。作者在講解樣品製備時，也強調瞭盡量減少對樣品的乾擾，最大限度地保持其原始狀態。這一點對於珍貴樣品的分析，或者需要進行大批量快速檢測的場景，具有非常重要的意義。我尤其喜歡作者在討論不同樣品類型（固體、液體、粉末）的近紅外光譜采集方法時，詳細對比瞭它們的操作要求和注意事項，這為我實際操作提供瞭非常寶貴的指導。

評分☆☆☆☆☆

在技術發展的浪潮中，擁抱新技術、新工具是保持競爭力的關鍵。這本《近紅外光譜分析技術實用手冊》讓我看到瞭近紅外光譜技術在解決實際問題上的巨大潛力。無論是對於科研人員、工程師，還是希望提升産品質量和檢測效率的企業，這本書都提供瞭寶貴的知識和實用的方法。我尤其欣賞作者在介紹模型建立時，強調瞭“模型的可解釋性”和“模型魯棒性”的重要性。這不僅僅是建立一個能夠給齣結果的模型，更是要理解模型背後的原理，並且確保模型在麵對各種實際情況時都能夠穩定可靠。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排也非常閤理，從宏觀到微觀，層層遞進。一開始是對近紅外光譜技術一個總體的介紹，包括它的發展曆史、技術特點和優勢。然後逐漸深入到各個關鍵環節，如儀器設備、樣品製備、數據采集、預處理、模型建立與驗證，最後是對具體應用領域的詳細闡述。這種循序漸進的學習方式，對於我這樣希望係統性學習這項技術的人來說，非常友好。我尤其喜歡作者在每一章節的結尾，都會留有“思考題”或“實踐建議”，這促使我去主動地思考和消化所學的內容，而不是被動地接受信息。

評分☆☆☆☆☆

這本書對於近紅外光譜儀器的介紹，簡直是細緻入微。我印象最深刻的是關於不同類型近紅外光譜儀的比較分析，比如傅立葉變換近紅外光譜儀（FTNIR）和二極管陣列近紅外光譜儀（DA-NIR）的優缺點，以及它們各自適用的應用場景。作者不僅羅列瞭它們的技術參數，還從實際操作、維護成本、精度穩定性等方麵進行瞭深入的對比。我尤其贊賞作者在講解探測器和光源時，不僅僅是列齣種類，而是花瞭相當大的篇幅去解釋它們的工作原理，以及對光譜質量的影響。比如，當光柵和棱鏡在光譜儀中的作用被闡述得清清楚楚時，我就能更好地理解為什麼某些儀器在分辨率上錶現更齣色，而另一些則在速度上更具優勢。對於我這樣想要從零開始搭建實驗平颱的人來說，這部分的知識簡直是寶藏，避免瞭我走很多彎路。