近红外光谱检测技术及其在林业中的应用.pdf

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1、第!"卷!第#期!!!!!!!!!!!!光谱学与光谱分析$%&'!"!(%'#!))*B++,*B+"!--"年#月!!!!!!!!!!!!.)/012%30%)4567.)/0125&865&4393:;&4!!--"!近红外光谱检测技术及其在林业中的应用龚玉梅*!张!炜!*S国家林业局科技发展中心!北京!*--#*+!!!!!!S国家林业局三北防护林建设局!宁夏银川!#B---*摘!要!近红外光谱是!-世纪"-年代以来发展最快"最引人注目的光谱分析技术#文章介绍了近红外光谱技术的发展历程和在国外的应用概况!重点列举了近红外光谱在

2、林业中的成功应用实例#资料表明!近红外光谱以其快速"无损伤"操作简单"稳定性好"效率高等特点!在国外的水果品质检测"木材性质检测和林业育种中的应用已成为一个活跃的研究领域#而近红外光谱技术在我国林业上的研究和应用则刚刚起步!因此本文对国内外利用近红外光谱技术在林业上的应用作一综述!并对近红外检测技术在林业上的应用进行了展望!以推动近红外光谱技术在我国林业科技和生产中的应用#关键词!近红外光谱%林业%水果%木材%种子%检验中图分类号!.#,-B!!文献标识码!8!!!文章编号!*---,-B><"!--"#-#,*B++,-B引!言*

3、!近红外光谱分析技术的发展历程!!近红外&6/5296I252/7简称(U['光是波长范围介于可见!!近红外光&6/5296I252/7简称(U['谱区是*"--年K/2,光&$93'与中红外&U['区之间的电磁波!波长范围为#"-)**!但30G/&发现的!近红外光谱法的应用可追溯到*><>年#!B!=6C!波数范围*!"!-#<>B>0CD*#一般有机物在由于分子在(U[谱区的倍频和合频吸收信号弱!谱带相互重该区的近红外光谱吸收主要是含氢基团&OK!LK!(K!叠多!信息量大!解析复杂!受当时计算分析条件的限制!.K!TK'等

4、的倍频和合频吸收#由于几乎所有的有机物的实际应用非常有限!一直/冷落0至!-世纪B-年代末#直到一些主要结构和组成都可以在它们的近红外光谱中找到信!-世纪=-年代美国d52&(%2293等提出相对(U[分析技术!号!而且谱图稳定!获取光谱容易!因此近红外光谱法即物质的含量与近红外区内多个不同的波长点吸收峰呈线性&(U[.'被誉为分析的巨人#关系!并利用(U[漫反射技术测定了农产品中的水分"蛋白近红外光谱&6/5296I252/73)/0125!简称(U[.'分析技和脂肪等#!-世纪=-年代后随着计算机技术的发展!近红术是!-世纪"-

5、年代后期迅速发展起来的一项测试技术#随外光谱分析技术得到迅速发展!应用领域不断扩大!特别是着近红外光谱仪硬件设备成本不断降低!进一步完善软件的*>>-年以后!由于近红外光在光纤中良好的传输特性!在线数理统计方法!提高从复杂"重叠和变化的近红外光谱中提分析成功地应用于各个领域#目前!近红外光谱技术已经在取有效信息的效率!增加光谱的信噪比!近红外光谱法的应农业"林业"医药"石油化工"纺织"造纸"化妆品"烟草"用领域不断扩大!以其速度快"不破坏样品"操作简单"稳酿酒和宝石鉴定等很多领域得到广泛应用!并获得了丰硕的定性好"效率高"无污染"成

6、本低等特点!已广泛应用于各成果#个领域#目前!近红外光谱技术在林业水果品质检测"木材性质检测和种子质量检测等方面的应用研究已经成为了一个!!国外(U[技术应用状况新的"活跃的领域#!!国外对近红外光谱快速检测技术的研究起步较早!检测对象的涵盖面比较广#目前!大约有+-多个国家和地区开展了(U[.的研究和应用工作!特别是一些发达国家如美国"!收稿日期!!--#,-B,-"$修订日期!!--#,-",*"!基金项目!引进国际先进农业科学技术项目&>+"'&!--B,+,+-'和人事部!--=年留学回国人员科技活动择优资助项目!作者简介!

7、龚玉梅!女!*>="年生!国家林业局副研究员!!"通讯联系人!!/,C59&(H%6H4;C/9=""45G%%'0%C'06第#期!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!光谱学与光谱分析*B+B英国"德国"日本"加拿大"澳大利亚等表现得尤为突出)!*#验结果表明!样品预测值和真实值之间的相关系数分别为这些国家都拥有大量的适合各行各业应用的各种类型的-'>#-和-'>-=!标准校正误差&.@L'分别为-'!=*和D*(U[.分析仪器!有研究型"专用型"有供巡回检测用的流动-'-B=!!应用近红外光谱漫反射技术在*-<+*#B+=*0

8、C车!还有直接安装在生产线的某个环节进行生产过程的质量光谱波长范围内对苹果糖度的无损检测和在*-<+*#<"*"检验或产品分捡#如日本现有数量已超过<---台!是我国0CD*有效光谱范围内对有效酸度的无损检测具有可行性#傅现有量的*-