發布日期：2025-06-10 08:56:24 在食品安全檢測、藥品質量控制、工業在線監測等領域，近紅外光譜技術正發揮著"無損快檢"的重要作用。但面對市場上五花八門的光譜儀方案，您是否也在為選型犯難？今天我們從技術原理到應用場景深度解析，助您選擇到合適的解決方案！
一、近紅外光譜：穿透物質的"智慧之眼"
近紅外光（800-2500nm）能與有機物中的C-H、O-H等化學鍵產生特征吸收，通過分析光譜變化即可快速測定成分含量。這項技術無需破壞樣品、無需化學試劑，1分鐘內完成水分、蛋白質、脂肪等多指標檢測，堪稱質檢環節的"效率革命"。
二、近紅外光譜儀的硬件實現
近紅外光譜儀的硬件實現方式多樣，各具特點，以下是主要類型及其優缺點總結：
1. 傅里葉變換近紅外光譜儀（FT-NIR）
原理：通過干涉儀產生干涉信號，經傅里葉變換得到光譜。
優點：
精度高（0.1 cm?1），分辨率高（可達0.5 cm?1），適合復雜樣品分析。
光譜范圍寬（800-2500 nm），掃描速度快（1秒內完成全譜采集）。
缺點：
成本高，結構復雜，需定期校準。
對振動敏感，對工作環境要求較高。
體積較大，多為臺式設備。
2. 濾光片型近紅外光譜儀
原理：使用固定或可調濾光片分光。
子類型：
固定濾光片：通過濾光輪切換波長。
可調濾光片：如法布里-珀羅干涉濾光片（FPI）或線性漸變濾光片（LVF）。
優點：
結構簡單、成本低，適合定向應用（如水分、蛋白質檢測）。
光通量大，信號采集快，抗干擾能力強。
微型化潛力大（如LVF可單片集成）。
缺點：
光譜帶寬大（分辨率低），無法連續采集全譜。
靈活性差，僅適用于特定指標檢測。
抗振性差（如MOEMS-FPI濾光片）。
3. 色散型近紅外光譜儀
原理：利用光柵（或棱鏡）分光，通過機械旋轉或固定光柵搭配陣列檢測器采集光譜。
子類型：
掃描光柵型：光柵機械轉動掃描波長。
固定光柵+陣列檢測器 ：如二極管陣列（DA-NIR）或CCD線陣。
優點：
全譜掃描能力，分辨率較高。
成本適中。
（固定光柵型）無移動部件，可靠性高。
缺點：
（掃描光柵型）機械部件易磨損，抗振性差。
（掃描光柵型）速度較慢，不適合在線應用。
4. 聲光可調濾波器（AOTF）型
原理：通過射頻信號控制晶體衍射波長。
優點：
穩定性好，可靠性高
分辨率高，波長范圍寬，能量高
缺點：
溫度穩定性差
掃描速度與分辨率和波長范圍成反比
成本高。
5. 微機電系統（MEMS）型
原理：利用MEMS技術實現分光器件微型化，如MEMS-FPI或MEMS光柵。
優點：
體積小、便攜（手提式），適合現場快速檢測。
成本低，一致性好，易集成光譜與成像技術。
掃描速度快。
缺點：
因為體積微小，故而難免會有舍棄因素，有些溫度穩定性略遜，也有些波長范圍有限，還有些帶寬比較大，漫反射應用能量比較弱，不適合高精度檢測。。
6. 二極管陣列/單波長光源型
原理：使用多個LED或激光二極管（LD）作為單色光源。
優點：
無分光器件，結構簡單，成本低。
檢測速度快。
無需樣品前處理，適合單一種子或液體分析。
缺點：
光譜帶寬大，精度一般，僅適合特定指標。
光源壽命和調制技術限制大規模推廣。
其他還有阿達瑪變換（Hadamurd Transform HT）掃描技術（DMA）、法布里-珀羅干涉諧振腔技術（Fabry–Pérot interferometer FPI）、微鏡快速掃描技術（Digital Micromirror Device DMD）等，這些技術具有一定的競爭力，但在高精度、寬波長范圍和高穩定性方面，色散型和傅里葉型光譜儀仍占據主導地位。
· 總結對比
類型 | 優點 | 缺點 | 典型應用場景 |
FT-NIR | 高精度、寬范圍、穩定性好 | 成本高、體積大、振動敏感 | 實驗室、工業在線 |
濾光片型 | 低成本、結構簡單、抗干擾強 | 分辨率低、靈活性差 | 定向檢測（如農產品） |
色散型（光柵） | 全譜掃描、性價比高 | （掃描光柵型）機械磨損、速度慢 | 常規分析 |
MEMS型 | 便攜、快速、易集成 | 溫度敏感、精度有限 | 現場快速篩查 |
AOTF型 | 無移動部件、快速切換 | 成本高、光通量低 | 動態過程監控 |
二極管陣列型 | 低成本、無需分光 | 光譜信息量少、適用性窄 | 專用場景（如種子檢測） |
三、鑒知技術近紅外光譜儀
鑒知技術SR100N17 & SR100N25 制冷型近紅外光譜儀，采用固定光柵+陣列檢測器的設計方案，無移動部件，可靠性高。波長范圍支持900~1700nm 或900-2500nm，應用范圍廣泛，集成濾除可見光及消高階濾光片，可用于透反射/吸收光路的近紅外光譜檢測。
l 512 像素，制冷型，高分辨率低雜散光；
l 鏡片表面鍍金膜，近紅外反射效率高；
l 兼容USB 或UART 方式輸出測量所得的光譜數據，便于集成
l 可接收SMA905 光纖輸入或自由空間光
