在评估用于在线过程控制的分析仪器时，NIR 技术之间的区别是首先出现的技术问题之一。并非所有近红外仪器都以相同的方式工作。商业用途中存在三种根本不同的光学架构，每种架构都具有不同的性能特征。在评估用于在线工业应用的近红外仪器时，了解这些差异至关重要。
1. 基于过滤器的 NIR：第一代
最简单的 NIR 仪器使用 6-20 个固定窄带滤光片。每个滤光片仅传输特定的、预先选定的光波长。该仪器测量这些离散点的吸收率，并使用简单的线性关系来计算成分值。
基于过滤器的仪器是简单、坚固且便宜。但是，它们永久限于工厂配置的参数。您无法添加新参数、改进校准或适应现场新产品。一旦设置了过滤器，仪器的分析能力就固定了。
2. 分散式NIR：第二代
色散 NIR 仪器使用衍射光栅将近红外光传播为连续光谱。这使得多参数校准成为可能，并提供比过滤仪器更大的灵活性。然而，色散系统对温度和振动敏感，需要定期进行波长重新校准，并且通常仅覆盖 1,700 nm 以内的波长，而忽略了关键的 2,000–2,500 nm 组合带区域，该区域存在许多分析上重要的吸收特征。
3. 傅里叶变换 NIR (FT-NIR)：第三代
FT-NIR 使用干涉仪 - 光被分裂，传播两个路径长度，重新组合产生包含信息的干涉图所有波长同时。傅里叶变换将其转换为传统频谱。
关键的物理优势是费尔盖特优势（由于同时测量所有波长，因此信噪比明显提高）雅奎诺优势（圆形孔径的光通量更高）。结果：卓越的精度、更宽的光谱范围（1,350–2,550 nm）ProLine2550），以及消除漂移的激光参考波长稳定性。
三代比较
| 财产 | 过滤器NIR | 色散NIR | FT-NIR (ProLine2550) |
|---|---|---|---|
| 光谱范围 | 6-20 个固定点 | 900–1,700 nm（典型值） | 1,350–2,550 纳米 |
| 信噪比 | 低的 | 缓和 | 非常高（菲尔格特） |
| 波长稳定性 | 固定过滤器 | 需要回忆。 | 激光参考 |
| 参数灵活性 | 工厂固定 | 多参数 | 无限 |
| 温度。灵敏度 | 低的 | 中-高 | 低补偿 |
| 组合乐队 | 没有任何 | 部分的 | 全2,000–2,500 nm |
| 卡尔。可转移性 | 不可能 | 缓和 | 高的 |
为什么 2,000–2,500 nm 区域很重要
2,000 至 2,500 nm 之间的组合谱带区域包含许多关键质量参数的分析能力最强的吸收特征。只有 FT-NIR 仪器可以访问此关键区域：
- ● 蛋白质 N-H 组合带2,050–2,180 nm — 对蛋白质分析最有用
- ● 淀粉C-O组合带2,100–2,200 nm — 出色的淀粉预测
- ● 纤维素纤维带在 2,270–2,350 nm 处 — 完全被短程 NIR 错过
- ● 赠品减少 1.10%在 2,300–2,450 nm 范围内具有更高的选择性
“FT-NIR 仪器是自参考的：波长轴使用高度稳定的氦氖激光器进行内部校准。这意味着随着时间的推移和温度变化，波长精度会自动保持。”
实践中的主要区别
对于复杂的矩阵——例如配合饲料, 混合乳制品， 或者药物混合物— FT-NIR 更高的光谱分辨率、更宽的范围和卓越的信噪比直接转化为更好的测量精度和更稳健的校准模型。探索我们的完整光谱优势有关 1,350–2,550 nm 范围的详细文章.
对在线过程控制的影响
在实验室环境中，有时可以通过仔细的样品制备、受控的测量条件和定期重新校准来管理 NIR 和 FT-NIR 之间的性能差异。在在线生产环境中，这些补偿措施不可用。
生产线连续运转。示例呈现方式并不统一。温度波动。存在振动。在这些条件下，FT-NIR 的波长稳定性和信噪比优势并不是理论上的——它们是可靠的测量数据与需要不断验证和校正的结果之间的区别。
当色散 NIR 足够时
对于参数数量有限、材料相对均匀和测量条件受控的应用来说，色散 NIR 仍然是合理的选择。用于单参数测量的在线实验室仪器或稳定环境中的简单仅湿度应用可能不需要 FT-NIR 的附加性能。
应根据应用的复杂性、所需的测量精度以及仪器的运行条件来做出决定，而不仅仅是仪器成本。
底线
用于连续在线过程控制食品和饲料, 奶制品, 制药或化学制造— 在测量条件可变、多个参数很重要且数据可靠性不可协商的情况下 — FT-NIR 提供了一个技术优越的平台。其波长稳定性、光谱分辨率和信噪比性能专门满足生产环境的需求。
“这ProLine2550使用专为内联工艺环境设计的 FT-NIR 技术。联系方式USTECH了解更多。”
