作者单位
摘要
贵州师范学院 物理与电子科学学院,贵州 贵阳 550018
酒精浓度的非接触式测量是一种新型的测量方法。对一些特殊行业有着很大的帮助,比如酿酒业测量酒的酒精浓度,工业上生产工业酒精等。为了便于测量不能接触的酒精溶液,文中设计了一种基于近红外吸收光谱特性的酒精浓度测量系统,可以对不同浓度的酒精溶液进行非接触式连续测量。对于酒精来说,在1300~1 350 nm的光谱段浓度定性反应非常明显,使用处于该波段的红外LED发光二极管,加上光电二极管、模数转换芯片、单片机和LCD屏幕组成该系统。通过使用该系统对不同浓度的酒精进行测量,利用最小二乘法找到酒精浓度和电压信号之间的函数关系式。这样就能通过测量电压值来反推出酒精浓度值。实验表明,在该红外波段下,采集到的电压值和酒精浓度之间有良好的二次函数关系,拟合优度达到了0.99946。测量结果显示,测量值和标准值之间的相关系数R为0.999911,平均绝对误差为0.64。与传统酒精计的0.5相差不大,重复测量和连续测量的方差分别为0.0044和0.0056,证明了该装置的稳定性和可靠性符合预期。而且通过优化电路和程序,选择更为精确的酒精计作为标准,可以使误差更小。该方案相比传统测量方法结构简单,速度更快,还可以进行连续测量。在现实生活中,制酒业、医疗行业和工业生产等行业都对于测量酒精浓度有着很高的需求。该装置可以在不损坏产品的情况下进行酒精浓度测量,它的连续检测能力对某些行业的批量生产有着很大的帮助。通过改良,可以实现自动化检测。除了企业生产,也可用于制造日常使用的便携式酒精浓度测量仪。
酒精浓度测量 近红外吸收光谱特性 非接触测量 光电二极管 红外LED光源 measurement of ethanol concentration near infrared spectrometry characteristics non-contact measurement photodiode infrared LED light source 
红外与激光工程
2023, 52(12): 20230510
罗霞 1,2,3洪添胜 2,3,4罗阔 2,3,4代芬 1,2,3[ ... ]林凛 4
作者单位
摘要
1 华南农业大学电子工程学院, 广东 广州 510642
2 华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室, 广东 广州 510642
3 国家柑橘产业技术体系机械研究室, 广东 广州 510642
4 华南农业大学工程学院, 广东  广州 510642
应用可见/近红外光谱技术、 小波变换(WT)和连续投影算法(SPA), 对火龙果总酸含量(TA)进行精确、 快速的无损检测, 为火龙果内部品质无损检测提供科学依据。 利用Maya2000光纤光谱仪采集380~1 099 nm范围的火龙果漫反射光谱数据, 通过WT消噪、 SPA优选波长和偏最小二乘回归(PLSR)分析方法, 建立了火龙果总酸的定量预测模型。 试验结果表明: 经过WT消噪联合SPA优选波长压缩光谱变量后建立的WT-SPA-PLSR模型, 预测精度都高于全谱PLSR模型。 由全部样本的原始光谱变量作为输入变量建立PLSR模型的预测相关系数(Rp)为0.851 394, 预测均方根误差(RMSEP)为0.086 848; 全部样本的原始光谱数据使用dbN(N=2, 3, …, 10)小波进行分解消噪, 其中消噪效果最优的是db4小波2层分解(db4-2), WT-PLSR模型的Rp为0.915 635, RMSEP为0.066 752, 小波变换消噪后的光谱预测模型精度明显提高; 原始光谱经过db10-3小波消噪联合SPA算法, 从570个光谱变量中优选出530, 545, 604, 626, 648, 676, 685, 695, 730, 897, 972, 1 016 nm共12个变量作为输入变量, 建立WT-SPA-PLSR预测模型, 模型的RP为0.882 83, RMSEP为0.077 39。 SPA算法适合火龙果TA模型的光谱变量选择, 能够有效提取与总酸相关度高的波长变量, 增加了预测模型的精度和稳定性。 研究结果表明小波变换技术联合连续投影算法的漫反射近红外光谱无损检测火龙果总酸含量具有可行性。
可见/近红外光谱技术 无损检测 小波变换(WT) 连续投影算法(SPA) 火龙果 总酸(TA) Visible/near-infrared spectrometry Nondestructive examination Wavelet transform (WT) Successive projections algorithm (SPA) Pitaya Total acid content (TA) 
光谱学与光谱分析
2016, 36(5): 1345
作者单位
摘要
1 陕西科技大学资源与环境学院, 陕西 西安 710021
2 清华大学环境学院, 北京 100084
重金属是土壤中最具代表性的污染物之一, 重金属的赋存形态直接关系到其生理毒性和迁移行为, 是重金属污染研究的重要方向。 重金属形态与环境条件关系密切, 鉴于土壤系统的高度复杂性, 相近条件下的重金属形态转化行为也可能不尽相同。 相关研究目前尚未有统一定论, 成为有待验证的理论问题。 在实验了解秸秆腐殖化DOM性质 (紫外光谱、 三维荧光光谱和红外光谱) 的基础上, 借助Tessier连续提取-AAS法分析DOM作用下铅的形态转化规律, 据此建立溶解性有机碳 (DOC) 与有机结合态铅的线性关系, 并辅以FTIR明确DOM官能团对铅形态转化的贡献。 结果发现: DOM紫外吸收主峰位于229 nm处, 荧光组分集中于λex/em=250/350 nm, λex/em=250/450 nm和λex/em=330/450 nm区域, 归属为紫外区类富里酸和可见光区类腐殖酸荧光峰。 DOM的官能团组成比较复杂, —OH, CO, N—H等振动峰比较明显。 DOM能够影响黄土铅的赋存形态, 其存在有助于降低可交换态、 铁锰氧化态和残渣态铅含量, 但对碳酸盐结合态铅含量影响甚微。 DOC含量与有机结合态铅含量正相关(r=0.691 8), 表明DOM可以有效络合铅离子;DOM中的—OH, CO, —COOH等基团对铅离子的形态转化具有关键作用。
秸秆腐殖化 重金属形态 溶解性有机质 红外光谱 Straw humification Chemical speciation of heavy metals Dissolved organic matter (DOM) Fourier transform infrared spectrometry (FTIR) 
光谱学与光谱分析
2015, 35(11): 3146
作者单位
摘要
1 北京市海淀医院普外科, 北京 100080
2 北京市海淀医院病理科, 北京 100080
3 山西省运城市中心医院, 山西 运城 044000
4 北京大学化学与分子工程学院, 北京 100871
5 北京大学第三医院普外科, 北京 100191
6 中国中医科学院西苑医院肿瘤科, 北京 100091
观察傅里叶变换红外光谱技术无创、 原位、 快速诊断胃癌淋巴结转移的可行性。 联合使用衰减全反射探头及傅里叶变换红外光谱仪测量新鲜离体胃周淋巴结红外光谱, 发现每条光谱在吸收波长3 000~1 000 cm-1之间循序出现13条谱带, 依据病理检测结果将淋巴结分为转移组及非转移组, 比较两组淋巴结红外光谱的峰位和相对峰强等指标结果, 最后进行标准统计学分析。 36例胃癌患者, 共检测淋巴结720枚, 其中转移性淋巴结180枚, 未转移540枚; 与非转移淋巴结相比, 转移淋巴结红外光谱有如下特征: (1)与核酸相关的峰强比I1 240/I1 460(p=0.015)和I1 080/I1 460(p=0.034)显著升高, 提示转移淋巴结细胞的核酸含量增多; (2)与蛋白相关的I1 640/I1 460(p=0.001)和I1 546/I1 460(p=0.027)峰强比值升高, 表明转移淋巴结组织的蛋白质含量明显升高; (3)与脂类相关的I2 855/I1 460和 I1 740/I1 460显著降低(p<0.001), 提示癌组织脂类含量相对减少; (4)I1 160/I1 460(p=0.023)显著降低, 表明恶性细胞糖类物质的减少。 研究结果显示, 傅里叶变换红外光谱分析技术有望成为术中原位、 在体和快速诊断胃癌淋巴结转移的新方法。
傅里叶红外光谱 胃癌 淋巴结 诊断 Fourier transform infrared spectrometry Gastric cancer Lymph node Diagnosis 
光谱学与光谱分析
2015, 35(3): 599
高丽丽 1,2,*王盛锋 1韩亚 1刘自飞 1,2[ ... ]汪洪 1
作者单位
摘要
1 农业部植物营养与肥料重点开放实验室, 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所, 北京 100081
2 中国农业科学院研究生院, 北京 100081
3 Southeast Sulawesi Assessment Institute for Agricultural Technology, Indonesian Agency for Agricultural Research and Development, BANDUNG40115, Indonesian
钙(Ca)是植物必需营养元素之一, 对植物的生长、 发育与生理代谢等起着重要作用。 缺钙会减少作物的产量, 降低品质, 因此影响经济价值。 花生(Arachis hypogaea)是对缺钙很敏感的作物。 试验选取LH11与YZ9102两个花生品种为供试作物, 待花生幼苗长出第一片真叶以后, 转移至营养液中, 分别在三个钙处理(0, 0.01和2.0 mmol·L-1)下培养28 d, 随后取样分析花生幼苗生长情况与钙吸收, 并利用傅里叶红外光谱(FTIR)检测花生苗期植株不同器官的特征吸收峰, 研究缺钙胁迫下花生苗期植株体内的化学组分变化。 试验结果表明: 在0和0.01 mmol·L-1钙处理下, 花生品种YZ9102并未出现缺钙症状, 但是品种LH11缺钙症状明显: 叶片变小、 植株变矮、 茎尖顶端生长点坏死, 基部侧枝数增多。 品种YZ9102植株体内与LH11相比较, 有较高的钙浓度与钙积累量。 0和0.01 mmol·L-1的钙缺钙营养液培养下, 品种LH11根系钙积累量在整个植株中所占比例较高, 而品种YZ9102在叶中钙积累比例较高。 与正常钙供应处理相比, 缺钙胁迫下, 品种LH11根、 茎、 叶FTIR谱在1 060, 1 380, 1 655, 2 922和3 420 cm-1波长附近透射率较高, 表明缺钙胁迫下花生幼苗植株体内蛋白质、 糖类和脂类等组分明显降低, 但品种YZ9102受到缺钙胁迫影响较小。 品种YZ9102比LH11更耐缺钙胁迫。
花生 傅里叶红外光谱(FTIR) 缺钙 Peanut Fourier transform infrared spectrometry (FTIR) Calcium deficiency 
光谱学与光谱分析
2014, 34(11): 2923
作者单位
摘要
中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
傅里叶变换红外(FTIR)光谱技术可用来测量宽带红外光谱,能同时分析大气中的多种成分。描述了利用开放光路FTIR光谱技术测量环境大气中水汽的稳定同位素的新方法。以分析采集的中红外光谱为基础,在外场实验中,应用开放光程FTIR系统连续测量环境大气中水汽的稳定同位素H216O和HD16O,并得到大气中的氘同位素比值δD。对该测量系统,H216O和HD16O的测量误差分别约为0.25%和1.60%,氘同位素比值δD的测量精度约为1.32‰。详细分析了其中5天的数据,研究了环境大气中水汽的稳定同位素H216O、HD16O 以及同位素比值δD随时间的变化规律。并采用Keeling图分析方法,研究了地表蒸散的氘同位素特征。外场实验的结果证明了所提的测量方法和开放光程FTIR系统相结合长期测量环境大气中稳定同位素的能力。
光谱学 稳定同位素 傅里叶变换红外光谱 水汽 Keeling图 
光学学报
2014, 34(1): 0130003
作者单位
摘要
1 甘肃建筑职业技术学院, 甘肃 兰州 730050
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥230031
傅里叶红外光谱分析方法具有分辨率高、光通量大、频带宽等优点,在痕量成分分析领域应用广泛。在污染 大气成分在线监测过程中,准确的标准光谱数据库是进行大气成分探测的首要条件和计算基础。开发了一套 可用于红外光谱在线分析的校准光谱数据库平台,研究在使用傅里叶红外光谱仪进行实际测量的过程中,影响 表观光谱的仪器因素,具体包括仪器分辨率、切趾函数和入射辐射的立体角等。在此基础上,对傅里叶 红外光谱仪仪器线型函数进行建模,实现高分辨率校准光谱的环境参数和仪器线型函数匹配,建立了 一套基于HITRAN的红外光谱定量校准数据库,并给出了基于该数据库的仿真校准光谱实例。该数据 库可用于大气痕量和微量成分的红外光谱分析研究。
傅里叶变换红外光谱 分辨率 切趾函数 仪器线型函数 标准光谱 数据库 Fourier transform infrared spectrometry resolution apodization instrument lineshape function standard spectrum database 
大气与环境光学学报
2013, 8(5): 344
作者单位
摘要
1 河南牧业经济学院质量检测与管理系, 河南 郑州450011
2 郑州轻工业学院应用化学系, 河南 郑州450002
将相依成分分析(DCA)算法用于模拟混合组分红外光谱(IR)分析及黄芩炮制过程分析与终点确定。 研究结果表明, DCA法能从黄芩炮制过程测定的IR信号中提取相依组分(DC)信息, 而且这些DC对应的光谱特征信息与对应的黄芩活性组分光谱特征相一致; 通过观测DC相对强度变化趋势, 确定黄芩炮制过程终点为55 min。 该研究为黄芩炮制过程分析与终点确定提供了新途径。
相依成分分析(DCA) 红外光谱(IR) 黄芩 过程分析 Dependent component analysis Independent component analysis Radix scutellariae Infrared spectrometry Process analysis 
光谱学与光谱分析
2013, 33(8): 2096
作者单位
摘要
重庆大学城市建设与环境工程学院 三峡库区生态环境教育部重点实验室, 重庆400045
从嘉陵江不同河段沉积物中提取腐殖酸, 采用元素分析、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)和荧光光谱对腐殖酸的化学组成和结构特征进行研究。 元素分析显示, 腐殖酸样品的H/C, O/C和C/N摩尔比具有明显差别, 说明其化学组成和结构特征存在差异。 FTIR分析显示, 腐殖酸样品的官能团结构相似, 含有大量的羧基、 羟基、 羰基等活性官能团, 芳香族结构特征显著。 三维荧光光谱(3DEEM)显示, 腐殖酸样品在Ex/Em=270/390 nm和Ex/Em=230/350 nm附近出现两个特征峰a和b, 其荧光强度Ia/Ib=1.31~2.53, 揭示其含有多种类型的荧光发色基团。 荧光指数f450/500=1.43~1.53, 表明腐殖酸主要以陆源输入为主。
腐殖酸 O657.3 三维荧光光谱 荧光指数 元素分析 红外光谱 Humic acids Three dimensional fluorescence excitation-emission Fluorescence index Elemental analysis Infrared spectrometry 
光谱学与光谱分析
2011, 31(6): 1663
作者单位
摘要
1 福建师范大学化学与材料学院,福建 福州 350007
2 福建省高分子材料重点实验室, 福建 福州 350007
简单介绍了红外光谱法的研究进展、制样方法及其在高分子材料领域的应用情况。该 方法具有快速、方便等优点,因而在高分子材料研究中发挥着重要作用。展望了红外技 术在高分子材料领域中的应用前景。
红外光谱 高分子材料 应用 infrared spectrometry polymer materials application 
红外
2011, 32(9): 43

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