未來近紅外光譜儀器將朝著小型化、便攜式、現場化方向發展
現代近紅外光譜儀器從分光系統可分為固定波長濾光片、光柵色散、快速傅立葉變換和聲光可調濾光器(AOTF)四種類型。光柵色散型儀器根據使用檢測器的差異又分為掃描式和固定光路兩種。在各種類型儀器中,光柵掃描式是最常用的儀器類型,采用全息光柵分光、PbS 或其他光敏元件作檢測器,具有較高的信噪比。由于儀器中的可動部件(如光柵軸)在連續高強度的運行中可能存在磨損問題,從而影響光譜采集的可靠性,不太合適于在線分析。
隨著科學技術的發展,科學儀器逐漸向集成化、小型化方面發展,這一轉變除了科技的進步之外還有現實的市場需求。光譜儀器作為現代社會必不可少的精密檢測儀器,廣泛運用于環境監測、食品檢測、生物醫藥等領域,基于現代社會需要檢測的項目越來越多,同時也面臨著不同的檢測環境,因此對光譜儀器現場檢測方面以及小型化上的需求愈發旺盛。
小型近紅外光譜儀器具有低價、靈活、穩定、集成系統容易調整、即插即用等優勢;而在光譜分辨率、掃描范圍、靈敏度、長期穩定性、可靠性、精確性、儀器標準化等方面還存在著很多不足。小型近紅外光譜儀的發展機會主要在于現場檢測、消費者相關市場、工業4.0和過程分析、簡單應用、可以使用第三方軟件等方面;而威脅主要來自于大品牌以及眾多同類產品的競爭對手、用戶對近紅外的接受程度、一些失敗事例會打擊用戶對近紅外的信息。
傳統的光譜儀器不僅體積較大,而且還需要對某些樣品進行前處理之后才能進入分析步驟,此外對工作環境也有嚴格要求,需要專業的分析人員來完成分析。與之相比小型化的光譜儀首先在體積上占據絕對優勢,方便攜帶而且不占地方。除此之外還有檢測速度快,適用于現場檢測等特點。
由于近紅外光譜分析技術的應用特點,使得近紅外光譜儀器具有以下幾個特點:更側重光譜的信噪比,弱化光譜的分辨能力;豐富的光譜預處理算法,有效彌補儀器的一些硬件設計弱點;化學計量學與應用模型的結合,擬合能力強大,讓儀器光譜更加相對化,儀器無需完成所謂的標準化光譜。
據報道顯示上世紀后期已有強烈的光譜儀器小型化、便攜式、現場化的需求,并已出現光譜儀器小型化的潮流,研發小型化光譜儀器成為各國科技、產業部門的關注重點。
通過市場需求越來越大可以預料在今后的發展中光譜儀器的應用范圍將更加廣泛,而且也會孕育一些新的市場需求,因此會有一些更加新穎的光譜技術和光譜儀器應運而生,也相信除了小型化這一發展潮流之外也將出現其他潮流。
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