1 概述
近紅外是指波長介于可見光與中紅外之間的電磁波，ASTM將近紅外譜區定義為780nm~2526nm（12800~3960cm-1）。近紅外光譜分析是指利用近紅外譜區包含的物質信息，主要用于有機物定性和定量分析的一種檢測技術。近紅外光譜為含H基團倍頻和組合頻的振動吸收。在4000~12500cm-1波數范圍內有含H基團（C-H、O-H、N-H、P-H、Si-H）和其它基團（如C=O等）的一、二、三、四倍頻及其組合頻的振動吸收。近紅外光具有一定的穿透能力（最深可達到5cm）。因此，近紅外光譜分析中一般無需對樣品進行預處理，可實現多個指標的無破壞性測量。近紅外光譜特征吸收峰重疊嚴重，一般不采用特征峰來直接定性和定量分析，而要依靠化學計量學方法。近紅外光譜(near-infrared spectroscopy，NIR)分析技術是目前發展很快且應用很廣的過程分析技術之一，結合化學計量學和高速計算機處理技術，可實現產品品質的快速分析檢測，具有樣品處理簡單、無損耗、快速等諸多優點。可快速實現淀粉糖漿成分如水分、固含量、果糖含量、葡萄糖含量、單糖、二糖等含量的定量分析。
2.1安裝位置
在線近紅外分析儀（光纖插入式）可安裝于異構出料管道位置，或者成品出口管道位置。
2.2 儀器型號
針對澄清透明液體，采用DA3000在線近紅外分析儀及配套透射光纖探頭/透射光纖流通池方案。DA3000在線近紅外分析儀是天津九光科技發展有限責任公司自主研發的針對液體在線分析場景的近紅外光譜儀。
工作原理：在線近紅外光譜儀光源發出的光經過出射光纖進入透射光纖探頭/透射光纖流通池，透過被測樣品經入射光纖返回到光譜儀分光系統。透射回來的光經過固定光柵分光后進入檢測器得到近紅外光譜，將得到的光譜數據帶入模型計算，得到待測樣品指標連續輸出顯示在儀器配套的數據分析軟件界面上。
在線近紅外檢測系統由近紅外主機、透射光纖探頭、光纖線纜組成：近紅外主機本身滿足氣體防爆，由光纖連接主機和反應釜上的透射光纖探頭。其工作原理是：在線近紅外光譜儀光源發出的光經過出射光纖進入透射光纖探頭，透過被測樣品經入射光纖返回到光譜儀分光系統。由透射光纖探頭透射回來的光經過光柵掃描分光后進入檢測器得到近紅外光譜，將得到的光譜數據帶入模型計算，得到待測樣品指標連續輸出顯示在儀器配套的數據分析軟件界面上。
檢測結果可通過TCP/IP即網線顯示在控制電腦，網頁版操作軟件，實時顯示當前值、趨勢圖、強大的查詢統計功能，班次報表分析、合格率統計功能等。生產現場所有的在線近紅外分析儀可以并入客戶局域網，實現局域網內任何電腦客戶端均可實時查看所有儀器的檢測結果。
檢測結果可通過4-20mA、Modbus RTU/TCP、OPC等通訊協議傳輸到DCS控制系統。
表1 果葡糖漿30產品成分參數近紅外模型效果
參數名稱 | 范圍 | RMSE（預測標準偏差） | R2（決定系數） |
果糖含量 | 20-40 | 0.35 | 0.97 |
葡萄糖含量 | 40-60 | 0.37 | 0.97 |
干物質 | 36-50 | 0.40 | 0.97 |
2