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我國(guó)工業(yè)在線近紅外光譜技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題分析
更新時(shí)間：2020-05-23
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近紅外光譜分析技術(shù)操作簡(jiǎn)單、使用方便、測(cè)量快速，而且能提供豐富的分子信息，是非常理想的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)。同時(shí)近紅外光譜儀器種類多、測(cè)量附件全、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)也是選擇NIR技術(shù)實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)的重要理由，因此近幾十年來(lái)近紅外光譜技術(shù)在PAT中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛和普及，代表性的應(yīng)用領(lǐng)域包括制藥、石油化工、基礎(chǔ)有機(jī)化工、食品生產(chǎn)和加工、釀酒等。
整體上看，我國(guó)近紅外光譜技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，包括儀器研發(fā)、算法研究、應(yīng)用開(kāi)發(fā)等，較歐美及日本等西方國(guó)家相比并不落后。雖然某些方面還差強(qiáng)人意，但也有一些研究取得了令人驚喜的成果，也成功地拓展了一些我國(guó)*的應(yīng)用領(lǐng)域。但與此形成鮮明對(duì)比的是，在在線NIR領(lǐng)域我們卻明顯落后于西方國(guó)家，我國(guó)在線NIR技術(shù)的應(yīng)用遠(yuǎn)未到達(dá)其應(yīng)有的程度和水平，尤其是在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，與目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的地位非常不相稱。本文將著眼于工業(yè)領(lǐng)域，探討在線NIR技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)或難點(diǎn)，分析制約我國(guó)在線NIR發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題，以期為在線NIR的快速發(fā)展奉獻(xiàn)微薄之力。
1、重視開(kāi)發(fā)工業(yè)在線近紅外光譜儀器及其配套設(shè)備
在線NIR技術(shù)的硬件主要包括近紅外光譜儀器和配套的測(cè)樣裝置。雖然工業(yè)過(guò)程的光譜測(cè)量一般具有抗震、耐溫、防腐、防爆等要求，但經(jīng)適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)和安裝，常用的近紅外光譜儀器，多種分光原理的小型光纖近紅外光譜儀器都可以用于工業(yè)在線監(jiān)測(cè)中。大型高性能光譜儀在在線NIR中的應(yīng)用是比較成熟的，在石油化工、制藥、煙草等領(lǐng)域已經(jīng)有了一些比較成功的應(yīng)用。
2、提高應(yīng)用技術(shù)人員近紅外光譜分析模型的開(kāi)發(fā)能力
對(duì)于從事近紅外光譜技術(shù)應(yīng)用的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，建模是難點(diǎn)問(wèn)題之一，因?yàn)樗枰瘜W(xué)計(jì)量學(xué)知識(shí)作為支撐。
建立高質(zhì)量的模型確實(shí)是一件不容易的事情，但是如果簡(jiǎn)化建模過(guò)程，建立一個(gè)比較優(yōu)的合理的模型就不一定很難了。所建模型是非常優(yōu)還是比較優(yōu)，一般體現(xiàn)在預(yù)測(cè)誤差是小還是比較小，而在近紅外光譜分析的實(shí)踐中，不同模型的預(yù)測(cè)誤差常常相差不大(在合理建模的前提之下)，或者用戶對(duì)模型預(yù)測(cè)能力要求不高，這種情況下，*可以用比較簡(jiǎn)單的建模過(guò)程和方法建立比較優(yōu)的模型。另外，在線分析關(guān)注的是監(jiān)測(cè)指標(biāo)值的變化趨勢(shì)，因此相對(duì)于監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度，其更注重結(jié)果的穩(wěn)定性。如果采用上述的策略，建模就不太難了。
3、做好產(chǎn)、學(xué)、研、用、政環(huán)節(jié)切實(shí)推動(dòng)我國(guó)工業(yè)在線近紅外光譜技術(shù)的應(yīng)用和普及
在國(guó)產(chǎn)分析儀器的發(fā)展過(guò)程中，人們逐漸將“產(chǎn)、學(xué)、研”的傳統(tǒng)提法，又添加了“用”和“政”兩個(gè)內(nèi)容。“用”是指用戶，意為儀器的研發(fā)離不開(kāi)用戶的參與或用戶的要求，這層含義用在近紅外光譜領(lǐng)域(包括在線近紅外)更是貼切。下面我想重點(diǎn)談?wù)?ldquo;政”的作用。
“政”即政府，更廣義地理解就是“領(lǐng)導(dǎo)”。在很多場(chǎng)合，南開(kāi)大學(xué)邵學(xué)廣教授都提到：發(fā)展我國(guó)近紅外光譜技術(shù)，我們不但要培訓(xùn)科技人員，還要培訓(xùn)領(lǐng)導(dǎo)。這句話很深刻地道出了“政”的重要性。
4、提高在線NIR從業(yè)人員的綜合技術(shù)能力
與實(shí)驗(yàn)室NIR技術(shù)*不同，在線NIR技術(shù)是一種集機(jī)械、光學(xué)、電子、自控，以及應(yīng)用領(lǐng)域的多學(xué)科體系。在為用戶開(kāi)發(fā)在線NIR技術(shù)時(shí)必然會(huì)遇到與用戶現(xiàn)有生產(chǎn)過(guò)程分析技術(shù)(PAT)和過(guò)程控制技術(shù)(PCT)的融合問(wèn)題。為了更好地服務(wù)于生產(chǎn)企業(yè)，從事NIR開(kāi)發(fā)的技術(shù)人員，或者技術(shù)團(tuán)隊(duì)必須要拓展自己的專業(yè)知識(shí)，完美的、專業(yè)的技術(shù)服務(wù)才容易為客戶接受。
在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的，在線近紅外光譜技術(shù)具有重大的需求，但其發(fā)展卻受到了很多因素的限制和制約，導(dǎo)致推廣和普及在線近紅外光譜技術(shù)出現(xiàn)了很多問(wèn)題。解決這些問(wèn)題的重?fù)?dān)責(zé)無(wú)旁貸地落在我國(guó)近紅外人的肩上。在近紅外光譜分會(huì)這桿大旗下，團(tuán)結(jié)著各行各業(yè)、各種專業(yè)背景的技術(shù)人員，讓我們懷著開(kāi)放的胸懷，通力合作、取長(zhǎng)補(bǔ)短、積極進(jìn)取，為推動(dòng)我國(guó)工業(yè)在線近紅外光譜分析技術(shù)的發(fā)展做出我們應(yīng)該做的努力。
