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近紅外光譜實戰寶典 版權信息
- ISBN：9787122431332
- 條形碼：9787122431332 ; 978-7-122-43133-2
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
近紅外光譜實戰寶典 本書特色
在過去的幾十年，國內外學者先后撰寫了幾十本與近紅外光譜分析技術相關的專著，涉及近紅外光譜原理、儀器、方法、以及在各個領域的應用等內容，這些書籍的出版為傳播和推廣近紅外光譜分析技術起到了積極的促進作用。近紅外光譜是一門實用性和實踐性極強的分析技術，涉及光學儀器、光譜學、化學計量學、軟件工程和應用等諸多學科。本書的編寫目的是針對近紅外光譜使用者在實際應用過程中遇到的技術問題，給出實戰性的實用解決方法，在近紅外光譜理論知識與實踐技術之間搭起橋梁，是已有近紅外光譜相關書籍的必要補充。
近紅外光譜實戰寶典 內容簡介
近紅外光譜分析技術是一種實踐性和實用性很強的現代快速分析技術，本書采用理論基礎知識與實際應用相結合的編寫方式，闡述了近紅外光譜分析技術的原理、儀器結構、試驗方法、實際應用，并針對應用過程中遇到的各種常見問題，給出實戰性的解決方法，使讀者能夠抓住近紅外光譜分析技術應用的技巧和要點。全書共7 章，包括概述、近紅外光譜分析儀器、測量附件與實驗方法、在線近紅外光譜分析技術、化學計量學方法與建模、近紅外光譜技術的應用、近紅外光譜成像技術等。全書收集了200 多個在近紅外光譜實際應用中的常見問題，并作出了詳細的解答。 《近紅外光譜實戰寶典》可作為近紅外光譜及相關科研領域從業人員的專業用書和培訓教材，也可作為高等學校單位相關專業師生的參考讀物。
近紅外光譜實戰寶典 目錄
第1章 概述 1
**節 近紅外光譜發展簡史h 1
第二節 近紅外光譜的基本原理 3
一、光譜產生機理 3
二、光譜譜帶歸屬簡述 5
三、氫鍵效應 5
四、問題與解答 9
·為什么近紅外光譜主要包含的是含氫基團的信息？ 9
·為什么吸收強度弱反而是近紅外光譜的一種技術優勢？ 9
·近紅外漫反射光譜與物質的濃度是線性關系嗎？ 9
·哪段近紅外光的穿透性較強？如何利用？ 10
·近紅外光譜區域中哪段光譜包含的化學信息更豐富？ 10
·為什么氫鍵（效應）在近紅外光譜中很重要？ 11
·為什么近紅外光譜的吸收譜帶較寬？ 11
·為什么環境溫濕度、樣品溫度和含水率對近紅外光譜重現性有明顯的影響？ 11
第三節 近紅外光譜分析與化學計量學方法 11
一、樣品的分組方法及選擇標準 12
二、光譜預處理方法 12
三、光譜變量選擇方法 13
四、建模方法 14
五、異常值識別與模型優化方法 14
六、模型傳遞方法 15
七、問題與解答 16
·為什么近紅外光譜定量或定性分析大多需要化學計量學方法？ 16
·校正樣品在建模中的作用是什么？ 16
·近紅外光譜數據預處理的常用算法有哪些？ 16
·在實際應用中導數及平滑預處理應注意什么？ 17
·在實際應用中光譜變量（波段）選擇應注意什么？ 17
·近紅外光譜定性、定量建模的常用算法有哪些？ 17
·波長變量、主成分分析法（PCA）的主成分數及偏*小二乘法（PLS）潛變量三者有什么差別？ 17
·近紅外光譜定量、定性分析從哪些基本數據處理方法和建模方法入手？ 18
第四節 近紅外光譜分析的基本流程與特點 18
一、近紅外光譜分析的基本流程與特點 18
二、問題與解答 21
·近紅外光譜與中紅外光譜相比，各有哪些技術優勢？ 21
·近紅外光譜與拉曼光譜相比，各有哪些技術優勢？ 21
·近紅外光譜與太赫茲光譜相比，各有哪些技術優勢？ 21
·近紅外光譜與低場核磁相比，各有哪些技術優勢？ 22
·近紅外光譜與激光等離子體光譜相比，各有哪些技術優勢？ 22
·短波和長波近紅外各有什么特點？ 22
·哪些場合不適合采用近紅外光譜分析技術？ 22
·近紅外光譜分析擅長哪些應用場景？ 23
·以近紅外光譜分析為例，如何理解無損分析？ 23
第五節 現代過程分析技術與近紅外光譜技術 23
一、現代過程分析技術簡介 23
二、在線近紅外分析系統 24
三、問題與解答 26
·為什么將近紅外光譜列為現代過程分析技術的主要手段之一？ 26
·使用近紅外光譜分析技術需要具備哪些條件？ 26
第六節 近紅外光譜分析技術展望 26
一、近紅外光譜儀的微型化 27
二、近紅外光譜儀的智能化 29
三、近紅外光譜儀的標準化 30
四、光譜分析技術的現代化 31
參考文獻 34
第2章 近紅外光譜分析儀器 37
**節 近紅外分析儀器基本構成 37
一、光源系統 38
二、分光系統 39
三、樣品室 39
四、檢測器 39
五、控制和數據處理系統 40
第二節 近紅外光譜儀器的分光類型 41
一、濾光片型近紅外分析儀 42
二、光柵分光系統 42
三、傅里葉型分光系統 43
四、阿達瑪變換型系統 46
五、聲光可調濾光器分光系統 46
六、基于DLP 技術的分光系統 47
七、顯微成像近紅外技術 48
八、高光譜成像近紅外技術 49
第三節 實驗室用儀器 50
第四節 便攜式和微小型儀器 51
一、便攜式儀器 51
二、MOEMS 微小型儀器 52
三、微小型近紅外光譜儀器展望 52
第五節 儀器的性能指標 55
一、波長范圍 55
二、分辨率（光譜帶寬） 56
三、波長準確度 57
四、波長精密度（重復性） 57
五、吸光度噪聲（信噪比） 58
六、吸光度穩定性 59
七、吸光度準確性 59
八、雜散光 60
九、問題與解答 60
·影響近紅外光譜儀器噪聲的主要因素有哪些？ 60
·衡量近紅外光譜儀器之間一致性的主要指標有哪些？ 61
·為什么近紅外光譜儀器的長期穩定性很重要？ 61
·《中國藥典》對近紅外光譜儀器的性能指標有何要求？ 61
第六節 近紅外光譜儀器的測量軟件 61
一、儀器控制與管理 62
二、測量分析 62
三、數據管理 62
第七節 儀器的維護及校準 62
一、儀器的維護 62
二、儀器的校準與IQ、OQ 和PQ 63
三、問題與解答 65
·實驗室型近紅外光譜儀器日常維護有哪些？ 65
·需要間隔多長時間進行一次近紅外光譜儀器的校準？ 66
·氟化鈣分束器與石英分束器的性能有何差異？ 66
·氦氖激光器與半導體激光器的性能有何差異？ 66
·近紅外光譜分析常用的光源有哪些？ 66
·微型CCD 近紅外光譜儀的狹縫如何選擇？與分辨率的關系如何？ 66
·在近紅外定性定量分析中，為什么近紅外光譜儀器的性能穩定性、同類型近紅外光譜儀器之間的光學性能一致性很重要？ 66
參考文獻 67
第3章 測量附件與實驗方法 68
**節 近紅外光譜的測量方式 68
一、漫反射測量 69
二、透射測量 70
三、透反射測量 70
四、問題與解答 71
·液體樣本的近紅外光譜通常采用哪些測量方式？ 71
·固體樣本的近紅外光譜通常采用哪些測量方式？ 71
第二節 常見的測量附件 71
第三節 多種類型樣品的采樣及誤差來源 74
一、采樣及誤差來源 74
二、問題與解答 76
·水果測量時應注意哪些問題？ 76
·漫反射測量時應注意哪些問題？ 76
·近紅外光譜能測量氣體嗎？ 76
·使用光纖測量附件應注意哪些問題？ 77
·透射測量時應注意哪些問題？ 77
·采樣杯、比色池光學材料對光譜重現性有什么影響？ 77
·固體粉末粒徑對光譜重現性有何影響？如何提高光譜的重現性？ 77
第四節 光譜采集參數設置 78
一、光譜采集參數的設置 78
二、問題與解答 78
·光譜采集參數如何優化？ 78
·漫反射和透射測量時，參比光譜如何選取？ 79
·近紅外光譜測量時，吸光度為什么會出現負數？ 79
參考文獻 79
第4章 在線近紅外光譜分析技術 80
**節 在線近紅外光譜分析儀的構成 80
一、硬件 81
二、軟件 82
第二節 取樣與樣品預處理系統 84
一、取樣點 84
二、取樣探頭和樣品輸送 84
三、樣品預處理系統 85
第三節 在線測量方式 86
一、液體樣品 87
二、固體樣品 88
三、懸浮液與乳狀液樣品 89
四、問題與解答 89
·在線分析必須使用樣品預處理嗎？ 89
·選擇光纖探頭或流通池應注意哪些問題？ 89
·采用液體插入式漫反射探頭應注意哪些問題？ 90
·探頭的安裝位置應如何選取？ 90
·在線取樣固體時應注意哪些問題？ 90
·如何取到與光譜測量對應的在線樣品？ 91
·如何實現一臺在線儀器測量多個檢測點？ 91
·在線分析校正模型是如何建立的？ 91
·光纖的有效傳輸距離有多長？ 92
·選擇在線近紅外光譜儀應考慮哪些問題？ 92
·制藥企業對在線分析儀器有哪些特殊要求？ 93
·在傳遞帶上對物料進行漫反射測量應注意哪些問題？ 93
第四節 在線工程項目的實施 93
第五節 在線分析系統的管理與維護 96
一、在線分析系統的管理 96
二、在線分析系統的驗證及其維護 97
三、問題與解答 99
·國內外涉及近紅外光譜分析技術的標準有哪些？ 99
·對溫濕度變化大、粉塵大的環境條件，在線或現場近紅外光譜分析應注意什么？ 99
參考文獻 100
第5章 化學計量學方法與建模 101
**節 化學計量學歷史沿革 101
第二節 樣本分組方法 102
一、隨機分組方法 103
二、KS 分組方法 103
三、SPXY 分組方法 103
四、*優K 相異性方法 104
第三節 奇異樣本識別方法 104
一、經典識別方法 105
二、穩健識別方法 105
三、基于統計學的識別方法 109
第四節 光譜預處理方法 111
一、背景扣除方法 112
二、散射校正方法 114
三、噪聲去除方法 116
四、尺度縮放方法 118
第五節 波長選擇方法 118
一、波長點的選擇方法 119
二、波長區間的選擇方法 126
三、變量加權的方法 126
第六節 化學模式識別方法 128
一、主成分分析 128
二、系統聚類分析 128
三、獨立簇類軟模式130
四、偏*小二乘-判別分析130
五、人工神經網絡130
六、支持向量機131
七、極限學習機131
八、集成化學模式識別132
第七節 多元校正方法132
一、多元線性回歸133
二、主成分回歸133
三、偏*小二乘回歸134
四、支持向量回歸134
五、人工神經網絡134
六、極限學習機135
七、深度學習算法135
八、集成多元校正方法135
第八節 定量分析建模的主要步驟136
一、樣本的選擇136
二、可行性模型的建立138
三、光譜預處理138
四、波長選擇139
五、校正模型的建立139
六、定量模型性能的評價139
七、問題與解答140
·建模的樣本越多越好嗎？ 140
·何為有代表性的樣本？如何選取？ 140
·什么是奇異樣本？ 141
·如何識別建模過程中的奇異樣本？ 141
·建模過程中光譜預處理方法如何選擇？ 141
·建模時先進行光譜預處理還是先選擇波長（波段）？ 142
·建模過程中光譜波長（波段）變量如何選擇？ 142
·同一方法進行（波段）波長選擇，每次（波段）波長選擇結果不一致，如何處理？ 142
·采用小波分析處理近紅外光譜，常用的小波基函數是哪些？ 142
·一般情況下，建模所用的波長變量數與樣本數之間需要滿足什么條件？ 143
·影響近紅外光譜分析模型的主要因素有哪些？ 143
·近紅外光譜預測結果的準確性能夠超過參考方法嗎？ 143
·建模時，何時選用非線性校正方法？如何選取非線性校正方法？ 144
·選擇PLS 校正的*佳（適宜）因子數的方法有哪些？ 144
·提高模型預測準確性的方法有哪些？ 145
·提高模型預測穩健性的方法有哪些？ 145
**節 近紅外光譜發展簡史h 1
第二節 近紅外光譜的基本原理 3
一、光譜產生機理 3
二、光譜譜帶歸屬簡述 5
三、氫鍵效應 5
四、問題與解答 9
·為什么近紅外光譜主要包含的是含氫基團的信息？ 9
·為什么吸收強度弱反而是近紅外光譜的一種技術優勢？ 9
·近紅外漫反射光譜與物質的濃度是線性關系嗎？ 9
·哪段近紅外光的穿透性較強？如何利用？ 10
·近紅外光譜區域中哪段光譜包含的化學信息更豐富？ 10
·為什么氫鍵（效應）在近紅外光譜中很重要？ 11
·為什么近紅外光譜的吸收譜帶較寬？ 11
·為什么環境溫濕度、樣品溫度和含水率對近紅外光譜重現性有明顯的影響？ 11
第三節 近紅外光譜分析與化學計量學方法 11
一、樣品的分組方法及選擇標準 12
二、光譜預處理方法 12
三、光譜變量選擇方法 13
四、建模方法 14
五、異常值識別與模型優化方法 14
六、模型傳遞方法 15
七、問題與解答 16
·為什么近紅外光譜定量或定性分析大多需要化學計量學方法？ 16
·校正樣品在建模中的作用是什么？ 16
·近紅外光譜數據預處理的常用算法有哪些？ 16
·在實際應用中導數及平滑預處理應注意什么？ 17
·在實際應用中光譜變量（波段）選擇應注意什么？ 17
·近紅外光譜定性、定量建模的常用算法有哪些？ 17
·波長變量、主成分分析法（PCA）的主成分數及偏*小二乘法（PLS）潛變量三者有什么差別？ 17
·近紅外光譜定量、定性分析從哪些基本數據處理方法和建模方法入手？ 18
第四節 近紅外光譜分析的基本流程與特點 18
一、近紅外光譜分析的基本流程與特點 18
二、問題與解答 21
·近紅外光譜與中紅外光譜相比，各有哪些技術優勢？ 21
·近紅外光譜與拉曼光譜相比，各有哪些技術優勢？ 21
·近紅外光譜與太赫茲光譜相比，各有哪些技術優勢？ 21
·近紅外光譜與低場核磁相比，各有哪些技術優勢？ 22
·近紅外光譜與激光等離子體光譜相比，各有哪些技術優勢？ 22
·短波和長波近紅外各有什么特點？ 22
·哪些場合不適合采用近紅外光譜分析技術？ 22
·近紅外光譜分析擅長哪些應用場景？ 23
·以近紅外光譜分析為例，如何理解無損分析？ 23
第五節 現代過程分析技術與近紅外光譜技術 23
一、現代過程分析技術簡介 23
二、在線近紅外分析系統 24
三、問題與解答 26
·為什么將近紅外光譜列為現代過程分析技術的主要手段之一？ 26
·使用近紅外光譜分析技術需要具備哪些條件？ 26
第六節 近紅外光譜分析技術展望 26
一、近紅外光譜儀的微型化 27
二、近紅外光譜儀的智能化 29
三、近紅外光譜儀的標準化 30
四、光譜分析技術的現代化 31
參考文獻 34
第2章 近紅外光譜分析儀器 37
**節 近紅外分析儀器基本構成 37
一、光源系統 38
二、分光系統 39
三、樣品室 39
四、檢測器 39
五、控制和數據處理系統 40
第二節 近紅外光譜儀器的分光類型 41
一、濾光片型近紅外分析儀 42
二、光柵分光系統 42
三、傅里葉型分光系統 43
四、阿達瑪變換型系統 46
五、聲光可調濾光器分光系統 46
六、基于DLP 技術的分光系統 47
七、顯微成像近紅外技術 48
八、高光譜成像近紅外技術 49
第三節 實驗室用儀器 50
第四節 便攜式和微小型儀器 51
一、便攜式儀器 51
二、MOEMS 微小型儀器 52
三、微小型近紅外光譜儀器展望 52
第五節 儀器的性能指標 55
一、波長范圍 55
二、分辨率（光譜帶寬） 56
三、波長準確度 57
四、波長精密度（重復性） 57
五、吸光度噪聲（信噪比） 58
六、吸光度穩定性 59
七、吸光度準確性 59
八、雜散光 60
九、問題與解答 60
·影響近紅外光譜儀器噪聲的主要因素有哪些？ 60
·衡量近紅外光譜儀器之間一致性的主要指標有哪些？ 61
·為什么近紅外光譜儀器的長期穩定性很重要？ 61
·《中國藥典》對近紅外光譜儀器的性能指標有何要求？ 61
第六節 近紅外光譜儀器的測量軟件 61
一、儀器控制與管理 62
二、測量分析 62
三、數據管理 62
第七節 儀器的維護及校準 62
一、儀器的維護 62
二、儀器的校準與IQ、OQ 和PQ 63
三、問題與解答 65
·實驗室型近紅外光譜儀器日常維護有哪些？ 65
·需要間隔多長時間進行一次近紅外光譜儀器的校準？ 66
·氟化鈣分束器與石英分束器的性能有何差異？ 66
·氦氖激光器與半導體激光器的性能有何差異？ 66
·近紅外光譜分析常用的光源有哪些？ 66
·微型CCD 近紅外光譜儀的狹縫如何選擇？與分辨率的關系如何？ 66
·在近紅外定性定量分析中，為什么近紅外光譜儀器的性能穩定性、同類型近紅外光譜儀器之間的光學性能一致性很重要？ 66
參考文獻 67
第3章 測量附件與實驗方法 68
**節 近紅外光譜的測量方式 68
一、漫反射測量 69
二、透射測量 70
三、透反射測量 70
四、問題與解答 71
·液體樣本的近紅外光譜通常采用哪些測量方式？ 71
·固體樣本的近紅外光譜通常采用哪些測量方式？ 71
第二節 常見的測量附件 71
第三節 多種類型樣品的采樣及誤差來源 74
一、采樣及誤差來源 74
二、問題與解答 76
·水果測量時應注意哪些問題？ 76
·漫反射測量時應注意哪些問題？ 76
·近紅外光譜能測量氣體嗎？ 76
·使用光纖測量附件應注意哪些問題？ 77
·透射測量時應注意哪些問題？ 77
·采樣杯、比色池光學材料對光譜重現性有什么影響？ 77
·固體粉末粒徑對光譜重現性有何影響？如何提高光譜的重現性？ 77
第四節 光譜采集參數設置 78
一、光譜采集參數的設置 78
二、問題與解答 78
·光譜采集參數如何優化？ 78
·漫反射和透射測量時，參比光譜如何選取？ 79
·近紅外光譜測量時，吸光度為什么會出現負數？ 79
參考文獻 79
第4章 在線近紅外光譜分析技術 80
**節 在線近紅外光譜分析儀的構成 80
一、硬件 81
二、軟件 82
第二節 取樣與樣品預處理系統 84
一、取樣點 84
二、取樣探頭和樣品輸送 84
三、樣品預處理系統 85
第三節 在線測量方式 86
一、液體樣品 87
二、固體樣品 88
三、懸浮液與乳狀液樣品 89
四、問題與解答 89
·在線分析必須使用樣品預處理嗎？ 89
·選擇光纖探頭或流通池應注意哪些問題？ 89
·采用液體插入式漫反射探頭應注意哪些問題？ 90
·探頭的安裝位置應如何選取？ 90
·在線取樣固體時應注意哪些問題？ 90
·如何取到與光譜測量對應的在線樣品？ 91
·如何實現一臺在線儀器測量多個檢測點？ 91
·在線分析校正模型是如何建立的？ 91
·光纖的有效傳輸距離有多長？ 92
·選擇在線近紅外光譜儀應考慮哪些問題？ 92
·制藥企業對在線分析儀器有哪些特殊要求？ 93
·在傳遞帶上對物料進行漫反射測量應注意哪些問題？ 93
第四節 在線工程項目的實施 93
第五節 在線分析系統的管理與維護 96
一、在線分析系統的管理 96
二、在線分析系統的驗證及其維護 97
三、問題與解答 99
·國內外涉及近紅外光譜分析技術的標準有哪些？ 99
·對溫濕度變化大、粉塵大的環境條件，在線或現場近紅外光譜分析應注意什么？ 99
參考文獻 100
第5章 化學計量學方法與建模 101
**節 化學計量學歷史沿革 101
第二節 樣本分組方法 102
一、隨機分組方法 103
二、KS 分組方法 103
三、SPXY 分組方法 103
四、*優K 相異性方法 104
第三節 奇異樣本識別方法 104
一、經典識別方法 105
二、穩健識別方法 105
三、基于統計學的識別方法 109
第四節 光譜預處理方法 111
一、背景扣除方法 112
二、散射校正方法 114
三、噪聲去除方法 116
四、尺度縮放方法 118
第五節 波長選擇方法 118
一、波長點的選擇方法 119
二、波長區間的選擇方法 126
三、變量加權的方法 126
第六節 化學模式識別方法 128
一、主成分分析 128
二、系統聚類分析 128
三、獨立簇類軟模式130
四、偏*小二乘-判別分析130
五、人工神經網絡130
六、支持向量機131
七、極限學習機131
八、集成化學模式識別132
第七節 多元校正方法132
一、多元線性回歸133
二、主成分回歸133
三、偏*小二乘回歸134
四、支持向量回歸134
五、人工神經網絡134
六、極限學習機135
七、深度學習算法135
八、集成多元校正方法135
第八節 定量分析建模的主要步驟136
一、樣本的選擇136
二、可行性模型的建立138
三、光譜預處理138
四、波長選擇139
五、校正模型的建立139
六、定量模型性能的評價139
七、問題與解答140
·建模的樣本越多越好嗎？ 140
·何為有代表性的樣本？如何選取？ 140
·什么是奇異樣本？ 141
·如何識別建模過程中的奇異樣本？ 141
·建模過程中光譜預處理方法如何選擇？ 141
·建模時先進行光譜預處理還是先選擇波長（波段）？ 142
·建模過程中光譜波長（波段）變量如何選擇？ 142
·同一方法進行（波段）波長選擇，每次（波段）波長選擇結果不一致，如何處理？ 142
·采用小波分析處理近紅外光譜，常用的小波基函數是哪些？ 142
·一般情況下，建模所用的波長變量數與樣本數之間需要滿足什么條件？ 143
·影響近紅外光譜分析模型的主要因素有哪些？ 143
·近紅外光譜預測結果的準確性能夠超過參考方法嗎？ 143
·建模時，何時選用非線性校正方法？如何選取非線性校正方法？ 144
·選擇PLS 校正的*佳（適宜）因子數的方法有哪些？ 144
·提高模型預測準確性的方法有哪些？ 145
·提高模型預測穩健性的方法有哪些？ 145
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