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我國工業(yè)在線近紅外光譜技術發(fā)展的關鍵問題分析

更新時間:2020-05-23點擊次數(shù):1400

近紅外光譜分析技術操作簡單、使用方便、測量快速,而且能提供豐富的分子信息,是非常理想的在線監(jiān)測技術。同時近紅外光譜儀器種類多、測量附件全、性價比高等優(yōu)點也是選擇NIR技術實現(xiàn)在線監(jiān)測的重要理由,因此近幾十年來近紅外光譜技術在PAT中的應用越來越廣泛和普及,代表性的應用領域包括制藥、石油化工、基礎有機化工、食品生產和加工、釀酒等。
  整體上看,我國近紅外光譜技術的發(fā)展和應用,包括儀器研發(fā)、算法研究、應用開發(fā)等,較歐美及日本等西方國家相比并不落后。雖然某些方面還差強人意,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*的應用領域。但與此形成鮮明對比的是,在在線NIR領域我們卻明顯落后于西方國家,我國在線NIR技術的應用遠未到達其應有的程度和水平,尤其是在工業(yè)生產領域,與目前經(jīng)濟發(fā)展的地位非常不相稱。本文將著眼于工業(yè)領域,探討在線NIR技術發(fā)展的重點或難點,分析制約我國在線NIR發(fā)展的關鍵問題,以期為在線NIR的快速發(fā)展奉獻微薄之力。
1、重視開發(fā)工業(yè)在線近紅外光譜儀器及其配套設備
在線NIR技術的硬件主要包括近紅外光譜儀器和配套的測樣裝置。雖然工業(yè)過程的光譜測量一般具有抗震、耐溫、防腐、防爆等要求,但經(jīng)適當?shù)脑O計和安裝,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)測中。大型高性能光譜儀在在線NIR中的應用是比較成熟的,在石油化工、制藥、煙草等領域已經(jīng)有了一些比較成功的應用。
2、提高應用技術人員近紅外光譜分析模型的開發(fā)能力
對于從事近紅外光譜技術應用的技術人員來說,建模是難點問題之一,因為它需要化學計量學知識作為支撐。
  建立高質量的模型確實是一件不容易的事情,但是如果簡化建模過程,建立一個比較優(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)在預測誤差是小還是比較小,而在近紅外光譜分析的實踐中,不同模型的預測誤差常常相差不大(在合理建模的前提之下),或者用戶對模型預測能力要求不高,這種情況下,*可以用比較簡單的建模過程和方法建立比較優(yōu)的模型。另外,在線分析關注的是監(jiān)測指標值的變化趨勢,因此相對于監(jiān)測結果的準確度,其更注重結果的穩(wěn)定性。如果采用上述的策略,建模就不太難了。
3、做好產、學、研、用、政環(huán)節(jié)切實推動我國工業(yè)在線近紅外光譜技術的應用和普及
在國產分析儀器的發(fā)展過程中,人們逐漸將“產、學、研”的傳統(tǒng)提法,又添加了“用”和“政”兩個內容。“用”是指用戶,意為儀器的研發(fā)離不開用戶的參與或用戶的要求,這層含義用在近紅外光譜領域(包括在線近紅外)更是貼切。下面我想重點談談“政”的作用。
“政”即政府,更廣義地理解就是“領導”。在很多場合,南開大學邵學廣教授都提到:發(fā)展我國近紅外光譜技術,我們不但要培訓科技人員,還要培訓領導。這句話很深刻地道出了“政”的重要性。
4、提高在線NIR從業(yè)人員的綜合技術能力
  與實驗室NIR技術*不同,在線NIR技術是一種集機械、光學、電子、自控,以及應用領域的多學科體系。在為用戶開發(fā)在線NIR技術時必然會遇到與用戶現(xiàn)有生產過程分析技術(PAT)和過程控制技術(PCT)的融合問題。為了更好地服務于生產企業(yè),從事NIR開發(fā)的技術人員,或者技術團隊必須要拓展自己的專業(yè)知識,完美的、專業(yè)的技術服務才容易為客戶接受。
  在經(jīng)濟飛速發(fā)展的,在線近紅外光譜技術具有重大的需求,但其發(fā)展卻受到了很多因素的限制和制約,導致推廣和普及在線近紅外光譜技術出現(xiàn)了很多問題。解決這些問題的重擔責無旁貸地落在我國近紅外人的肩上。在近紅外光譜分會這桿大旗下,團結著各行各業(yè)、各種專業(yè)背景的技術人員,讓我們懷著開放的胸懷,通力合作、取長補短、積極進取,為推動我國工業(yè)在線近紅外光譜分析技術的發(fā)展做出我們應該做的努力。

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