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NIR 技术与定标科学

了解近红外光谱技术、高级定标模型以及我们集成的软件生态系统如何提供实时过程智能。

近红外光谱技术背后的科学

近红外 (NIR) 光谱学测量分子化学键（主要是 C-H、O-H 和 N-H）的光吸收。通过将宽光谱 NIR 光投射到样品上，分析仪可以测量哪些波长被吸收，哪些波长被反射回去。这种吸收模式创建了揭示材料化学成分的独特光谱指纹。

USTECH 在其分析仪产品组合中采用 FT-NIR（傅里叶变换近红外光谱）技术，在宽波长范围（1,350–2,550 纳米）内提供高光谱分辨率。结合我们专有的定标模型和软件生态系统，该技术能够直接在生产线上进行实时的无损成分分析——消除了传统实验室方法的延迟和成本。

核心技术优势

工业级设计：

坚固耐用的分析仪，专为振动、灰尘、温度波动和 CIP 清洗等恶劣工厂环境设计。

超宽范围：

覆盖 1,350 到 2,550 纳米，捕获主要的和组合的化学泛频倍频吸收。

定标模型可移植性：

极高的仪器间一致性，使模型能够在设备间直接定标转移而无需重新定标。

工作原理

从光到数据：测量路径

追踪从近红外光发射，通过光谱分析，至可操作过程数据的路径——由 USTECH 定标模型和软件提供支持。

01

宽带发射

稳定、长寿命的卤素光源将连续的近红外光谱投射到样品材料上。

02

选择性吸收

样品中的有机分子（C-H、O-H、N-H 键）根据其浓度吸收特定波长，反射其余部分。

03

FT-NIR 光谱引擎

反射光进入分析仪内部的 FT-NIR 干涉仪，干涉仪分离波长并生成高分辨率光谱干涉图。

04

caliX 定标模型

原始光谱数据通过 USTECH 的 caliX 进行处理 定标模型，其使用高级化学计量学算法 (PLS、AutoML) 在毫秒内预测化学成分。

05

ProChem 过程输出

预测值（蛋白质、水分、脂肪等）通过 ProChem 经由 OPC UA、Modbus 或模拟输出传输至您的 PLC/SCADA 系统，以进行实时闭环过程控制。

竞争优势

为何选择 USTECH 在线分析仪？

USTECH 结合了强大的 FT-NIR 硬件与智能的定标软件及无缝的工业集成，将实验室级精度引入工厂车间。

参数 USTECH FT-NIR 解决方案 传统 FT-NIR 二极管阵列（色散型）
解决方案架构 集成的硬件+软件生态系统：FT-NIR 分析仪，caliX 定标套件以及 ProChem 过程自动化软件。 独立的光谱仪，需要第三方化学计量学和集成软件。 基础硬件，带有有限的软件支持和手动数据导出功能。
工业就绪 可直接生产使用。专为传送带、混合器、管道和反应釜上的在线安装而制造。 侧重实验室。需要受控的环境；并非为连续过程控制而设计。 有限的。有部分在线选项可用，但光谱范围受限且缺乏软件支持。
光谱范围与分辨率 全近红外光谱范围 （1350 – 2550 纳米）。以高干涉分辨率采集。 出色的范围与分辨率，对于现场操作而言过分复杂且脆弱。 有限的范围 （通常为 900 – 1700 nm）。分辨率较低，错失关键的泛频吸收。
定标模型与软件 集成化. caliX AutoML 自动建立模型；ProChem 一键将其部署至所有连接的仪器。 手动的。需要昂贵的第三方化学计量学软件以及手动的定标转移。 基本的。内置化学计量学功能有限；设备之间的定标转移很困难。
过程集成 原生。ProChem 通过 OPC UA、Modbus、4–20 mA 以及 REST API 直接连接到 PLC/SCADA。 有限的。通常需要自定义中间件或第三方 OPC 服务器才能与 PLC 连接。 基本的。通常限于模拟输出或专有协议。
总体拥有成本 经过优化。极具竞争力的硬件价格，包含定标软件，并且几乎不需要后续维护服务。 非常高。昂贵的硬件加上第三方化学计量学和集成软件的年度许可证。 中等。硬件成本较低，但由于功能有限，需要对软件和技术支持进行额外投资。