《近红外光谱仪器》是《分析仪器使用与维护丛书》的分册。《近红外光谱仪器》系统介绍了近红外光谱的基本概念、近红外光谱分析常用的化学计量学方法、近红外光谱仪器的类型和原理、在线近红外光谱仪器及其工程化实施、近红外光谱分析涉及的软件，以及近红外光谱技术的最新进展等。在线近红外光谱系统和近红外光谱技术的最新进展等章节是《近红外光谱仪器》最具特色的内容。
　　《近红外光谱仪器》内容翔实、语言流畅、专业信息量大、可读性强，可供从事仪器分析、分析仪器、过程优化与控制等专业的广大科技工作者阅读参考，也可作为大学相关专业高年级学生和研究生的教学参考书。

　　近红外光谱仪器与中红外光谱仪器在分光技术和仪器结构等方面有着明显不同。目前，在中红外光谱仪器中，传统光栅扫描型仪器已经基本退出了历史舞台，取而代之是单一品种的傅里叶变换型红外光谱仪，已经占据几乎整个中红外光谱仪器市场。中红外光谱仪除有很少量的在线和便携式仪器外，主要为实验室光谱仪器。由于近红外光波长比中红外光波长短，能量更高，从而对材料具有更强的光穿透能力，可以穿透中红外光无法穿透的普通玻璃或石英光纤等材料，而且具有很强的散射能力，这些特点为开发适应各种应用需求的近红外光谱仪器带来了很大便利。近红外光谱仪器经过了50多年的发展历程，目前，已发展了很多种仪器类型，包括各式各样的实验室光谱仪、在线光谱仪、车载光谱仪、便携光谱仪等。可以说，在分析仪器中，近红外光谱仪器产品的种类是最多的。然而，所有的近红外光谱仪器发展都源于实验室光谱仪器，因此，本章将首先详细介绍实验室近红外光谱仪。
　　3.1仪器概述
　　所谓“实验室仪器”，英文为“laboratoty purpose or bench-top instrument”，直译为在实验台上放置的仪器。实际指离线用途的仪器，此类仪器安装在室内，室内应具备一定的环境条件，如室温、湿度、防尘、电源等。实验室近红外光谱仪器包括光谱仪、软件、校正模型、计算机、附件等部分。
　　3.1.1光谱仪基本构造
　　实验室近红外光谱仪一般包括光源、单色器、检测器、样品测量附件等部分。
　　图3-1和图3-2分别为透射型近红外光谱仪器和反射型近红外光谱仪器的基本构造示意图。光源发出的光为近红外区域连续波长的复色光，经过单色器后被色散为各种波长的单色光，然后这些单色光照射到检测器上，被转化为电信号，经过电路转化数字信号，得到由波长和吸光度组成的数字化光谱文件（见表3一1）。对于透明液体样品，采用透射型近红外光谱测量形式，如图3-1所示。对于固体样品。采用反射型近红外光谱测量形式，如图3-2所示。样品测量可以放在光源与单色器之间，称为前分光（predispersive）；也可以放在单色器和检测器之间，称为后分光（post-dispersive）。为了完成光谱测量和控制测量条件，还应配备相应的机械系统、控制电路系统和信号处理系统等。

1 近红外光谱分析基本概念
1.1 引言
1.2 吸收光谱与朗伯比耳定律
1.3 漫反射光谱及定量理论
1.4 近红外光谱的定量及定性计算
1.4.1 多元定量校正及主成分分析
1.4.2 定性分析
1.5 近红外光谱分析步骤
1.6 与参考分析方法的关系
1.6.1 准确性
1.6.2 方法的溯源
1.6.3 近红外光谱分析与常规分析方法的选择
1.7 方法的标准化
参考文献

2 近红外光谱常用的化学计量学方法
2.1 引言
2.2 矩阵和数理统计基础
2.2.1 矩阵基础
2.2.2 朗伯比耳定律的矩阵表示
2.2.3 方差和正态分布
2.2.4 显著性检验
2.2.5 相关系数
2.2.6 协方差与协方差矩阵
2.2.7 线性回归
2.3 光谱预处理方法
2.3.1 均值中心化
2.3.2 标准化
2.3.3 归一化
2.3.4 平滑
2.3.5 导数
2.3.6 SNV和去趋势算法
2.3.7 多元散射校正
2.3.8 正交信号校正
2.4 变量压缩和选择方法
2.4.1 波长的选择方法
2.4.2 变量压缩和选择方法
2.4.3 校正样本的选择方法
2.5 多元定量校正方法
2.5.1 主成分回归
2.5.2 偏最小二乘法
2.5.3 人工神经网络法
2.5.4 支持向量回归
2.6 近红外光谱分析中的模式识别方法
2.6.1 无监督模式识别方法——聚类分析
2.6.2 有监督模式识别方法——判别分析
2.7 界外样本识别方法
2.7.1 校正过程界外样本的检测
2.7.2 预测过程界外样本的检测
2.8 模型评价参数
2.9 模型传递方法
参考文献

3 实验室近红外光谱仪
3.1 仪器概述
3.1.1 光谱仪基本构造
3.1.2 光源
3.1.3 单色器
3.1.4 检测器
3.1.5 其他
3.2 分光技术
3.2.1 滤光片型近红外光谱仪
3.2.2 光栅扫描型近红外光谱仪
3.2.3 阵列检测型近红外光谱仪
3.2.4 傅里叶变换型近红外光谱仪
3.2.5 声光可调滤波型近红外光谱仪
3.2.6 阿达玛变换型近红外光谱仪
3.2.7 多通道傅里叶变换光谱仪
3.3 液体测量附件
3.3.1 比色皿
3.3.2 液体池
3.3.3 光纤测量附件
3.3.4 漫透射和漫透反射测样附件
3.4 固体测量附件
3.4.1 普通漫反射附件
3.4.2 积分球
3.4.3 光纤漫反射探头
3.4.4 漫透射测量附件
3.5 典型的实验室仪器类型
3.5.1 通用型
3.5.2 专用型
3.6 仪器评价
3.6.1 波长范围
3.6.2 分辨率
3.6.3 波长准确性
3.6.4 波长重复性
3.6.5 吸光度准确性
3.6.6 吸光度重复性
3.6.7 吸光度噪声
3.6.8 吸光度线性范围
3.6.9 基线稳定性和平直性
3.6.10 杂散光
3.6.11 扫描速度
3.6.12 测样附件
3.6.13 软件功能
参考文献

4 在线近红外光谱分析仪
4.1 概述
4.2 在线近红外光谱分析仪的基本构成
4.2.1 硬件
4.2.2 软件
4.2.3 分析模型
4.3 取样和样品预处理系统
4.3.1 设计原则
4.3.2 系统组成
4.3.3 集成
4.4 液体测量
4.5 固体测量
4.6 悬浮液和乳状液测量
4.7 性能评价指标
4.7.1 测量结果的准确性
4.7.2 测量的长期稳定性
4.7.3 测量速度
4.7.4 安全性能
4.7.5 易用性能
4.7.6 性能价格比
4.7.7 技术支撑和售后服务
4.8 工程项目实施
4.8.1 可行性研究
4.8.2 成立项目组
4.8.3 用户的初步设计
4.8.4 市场调研和分析仪厂家评估
4.8.5 用户和分析仪供应商共同参与的详细设计
4.8.6 采购
4.8.7 开工会
4.8.8 工厂验收测试(FAT)
4.8.9 现场安装和调试
4.8.10 试运行
4.8.11 开车
4.8.12 技术终交和培训
4.9 管理、验证和维护
4.9.1 管理
4.9.2 验证和维护
参考文献

5 便携式近红外光谱仪
5.1 便携式近红外光谱仪的特点
5.2 各类商品便携式近红外光谱仪
5.2.1 Spectra Star 2400近红外分析仪
5.2.2 HT100型阿达玛变换近红外光谱仪
5.2.3 SupNIR-3200 CCD便携式近红外光谱仪器
5.2.4 BTC261／BTC262系列阵列光谱仪
5.2.5 勒纳4024肉类／食品成分快速分析仪
5.2.6 DA7200型连续光谱固定光栅分析仪
5.2.7 NIT一38近红外快速成分分析仪
5.2.8 LabSpecPro可见光／近红外光谱仪
5.2.9 MATRIXTM-工型车载傅里叶变换近红外光谱仪
5.2.10 AntarisMX傅里叶近红外现场快速检测仪
5.2.11 ZDJlPB-1和ZDJ1PB-2便携式近红外光谱分析仪
5.2.12 S400近红外农产品品质分析仪
5.2.13 IntegraSpec便携式近红外光谱仪器
5.3 应用实例——便携式近红外水果分析仪
参考文献

6 近红外光谱配套的软件平台
6.1 软件平台的主要功能
6.1.1 样品集编辑
6.1.2 建立校正模型
……
7 近红外光谱分析技术新进展