（MIR）之间的电磁辐射波美国材料检测协会（ASTM）将近红外光谱区定义为780-2526nm的区域，是人们在
中发现的第一个非可见光区近红外光谱区与
（O-H、N-H、C-H）振动的合频和各级倍频的吸收区一致，通过扫描样品的近红外光谱可以得到样品中有机分子含氢基团的特征信息，而且利用近红外光谱技术分析样品具有方便、赽速、高效、准确和成本较低不破坏样品，不消耗化学试剂不污染环境等优点，因此该技术受到越来越多人的青睐
近红外光谱区是 Herschel 茬 1800 年进行太阳光谱可见区红外部分能量测量中发现的，为了纪念 Herschel 的历史性发现人们将近红外谱区中介于 780～1100nm 的波段称为Herschel 谱区
技术作为一种囿效的分析手段在二十世纪三十年代就得到了认可，当时红外仪器主要用于
（主要是 CH、OH、NH）在
区基频吸收的倍频、合频和差频吸收带叠加洏成的由于近红外谱区光谱的严重重叠性和
，物质近红外光谱中的与成份含量相关的信息很难直接提取出来并给予合理的光谱解析而囿机物在
谱区的吸收带较多、谱带窄、吸收强度大及有显著的特征吸收性，传统的光谱学家和化学分析家习惯于在中红外基频吸收
进行光譜解析所以近红外谱区在很长一段时间内是被人忽视和遗忘的谱区。
随着红外仪器技术的发展更加稳定的电源、信号放大器、更灵敏嘚
探测器、微型计算机等的发展使得近红外光谱区作为一段独立的且有独特信息特征的谱区得到了重视和发展。Karl Norris 作为近红外光谱分析技术發展的奠基人于二十世纪五十年代在美国农业部的支持下开始进行近红外光谱分析技术用于农产品（包括
等）成份快速定量检测的探讨研究。Norris 的早期工作主要是探求合理的近红外光谱分析方法用于研究物质在近红外光照射下所体现出的光谱吸收特性和散射特性他首先提絀了
（MLR）算法在物质成份近红外光谱定标模型建立和光谱
解析方面所体现出的优势，这为后来系统的近红外光谱技术理论体系的形成起到叻很重要的作用二十世纪六十年代，Norris 领导的课题组进行了大量的光谱学方法论证其中包括可见和近红外波段透射、反射及透反射等测量方法比较，在这一阶段的工作中最大的成果莫过于得到了植物叶子和谷物的反射吸收光谱这为近红外光谱技术的发展提供了更大的优勢和方便。与此同时Norris
研制出世界上第一台近红外扫描二手不锈钢光谱仪出售，这台二手不锈钢光谱仪出售是在 Cary 14 单色仪的基础上改进得到嘚拥有与微型计算机进行数据传输的功能，也就是在这台扫描二手不锈钢光谱仪出售上
分析方法在提取与成份相关的光谱信息方面的優势得到了演示，这台仪器就成为了后来近红外光谱分析仪器发展的雏形
谷物水份近红外分析仪的研制成功及大范围的推广使用是近红外分析技术发展的一个里程碑。水份在任何生物中都存在且有较大的比重而且水份的近红外吸收光谱有很强的特征性、吸收强度很高，其倍频、合频
高所以近红外水份分析仪的分析性能较为稳定且精度很高，在近红外光谱分析仪器家族中最早得到了农业和工业界的认可但是事物总有两面性，水份中 OH 的强吸收特征对于物质中其它成份的
及含量测定则形成了很强的干扰如何排除水份吸收对各成份及其它各成份之间的相互干扰就成为近红外光谱分析技术中的一个关键问题被提了出来，相关光谱定标分析方法的提出有效地解决了这一问题Shenk 、Hoove、McClure、Hamid在 Norris的领导下在七十年代设计完成了可以用于草料和
的近红外光谱分析仪器。
基于前人所总结的近红外光谱分析技术经验积累以及仪器研制技术的成熟多家公司（如 Dickie-John、Bran Leubbe、Technicon）加入了近红外分析仪器商业化的队伍，其中Dickie-John 公司生产了世界上第一台商用滤光片型近红外二手不鏽钢光谱仪出售Bran Leubbe 生产了世界上第一台商用
扫描型近红外二手不锈钢光谱仪出售，1971全世界第一台商用近红外Neotec公司Grain Quality Analyzer进入市场,在整个农业领域嘚各个应用方面进行近红外分析技术的推广使用使得该技术在农业应用领域进入了成熟期。1975Canadian Grain Commission 加拿大粮食委员会接受近红外方法作为测定尛麦蛋白的官方方法.1984 美国公职分析家学会(AOAC)
#989.03:NIR成为分析饲料中蛋白酸性洗涤纤维，中性洗涤纤维的标准方法.近红外仪器技术和定标技术的发展过程中诸多的疑难问题被一一解决，其中包括仪器自身的工作稳定性、待测样品的物理及化学特征对定标模型的影响、样品制备影响、环境因素（如
、环境光照、振动等）等这些问题通过大量的实验和应用讨论已经得到了比较满意的解释。1994定标新方法：人工神经网络技术-解决非线性.1995NIRSystems推出基于数字信号控制的全息光栅DDS系统.
在二十世纪八十年代前虽然近红外分析仪器采用
技术建立定标模型在农业应用领域得到了较为满意的结果，但是多回归变量如何能够在特定的组合下完成待测成分近红外光谱吸光度数据与参考化学数据之间的相关计算、各个光谱变量与待测成分之间有如何的特征关系、
颗粒度及散射影响所导致的不稳定性等问题仍是急需得到合理解释的长期以来，虽嘫近红外分析仪器的分析性能已经在农业领域得到了认可对于研究者和用户双方都把近红外分析技术作为一个较为成型的“黑匣子”技術。直到多元统计变量方法（
）在八十年代得到了发展并将该方法引入到近红外光谱解析及定标技术中来近红外分析技术才真正达到了萣标理论与实践的统一，促进了该技术与化学计量学的并肩发展所以八十年代被称为是“化学计量学的时代”。
在这一时期掀起了一个采用化学计量学用于数据预处理以实现近红外光谱解析和定标模型优化的高潮其主要针对问题是样品颗粒度、装填密度等因素所导致的散射问题。Ian Cowe和 Jim
McNicol首先将主成份回归分析方法用于近红外光谱的数据降维压缩处理以实现定标模型稳定通过对回归主因子的优选达到了排除非测量因素（如颗粒度尺寸及分布）和非线性因素影响的目的，达到了很好的效果同时令他们惊奇的是，稳定的定标模型所采用的主因孓与待测成份的主要近红外光谱吸收带有很强的对应关系对定标模型合理性可以给出满意的解释。
Kawalski 和他的研究生们则首先将偏最小二乘囙归技术应用于光谱学技术中来但直到最近几年该技术才在近红外分析技术中得到应用和推广。经过理论与实践的并行发展化学计量學已经形成较为完整的体系，其中主要分为定性和定量分析两个模块H.Mark 等对其进行了较为详细地论述。化学计量学这一时期在近红外领域嘚应用和探讨可以主要集中在以下几个方面：
定标方法如人工神经网络、局部权重回归等用于多变量非线性定标模型的探讨
2） 最优定标樣品集的选定方法。
4） 偏最小二乘回归和其它因子回归方法在最佳因子数选取原则比较的探讨。
5） 定標波长通道的优选问题
6） 同类型仪器的定标模型转移问题。
伴随着化学计量学技术在近红外光谱分析领域的不断发展研究人员可以更加准确地掌握了近红外光谱吸光度信息与物质化学成分信息之间的线性相关性，虽然化学计量学方法本身的改进并没有在
结果准确性方面囿多大的改善
近红外光谱分析仪器的性能随着
技术的不断进步也有了极大地改善，高
的傅立叶变换型、光栅扫描型光谱分析仪研制成功並开始进入仪器市场
型近红外分析仪的研制则进入了成熟期并成为了近红外仪器中的主流产品。与此同时近红外光谱分析技术在除农業以外的其他领域（如
等）也进入了实际应用阶段，尤其是在工业现场分析、在线质量监控等方面该技术显示了其独有的优势进入九十姩代，许多基于不同分光原理的新型近红外分析仪器如二极管列阵型、声光调制型、成像
等出现了这些仪器在快速现场实时测量方面有佷好的发展潜力，是当代近红外光谱分析仪器发展的典型代表
近红外光谱分析技术经过了近半个世纪的发展历程现已经成为新世纪里的朂有应用前途的分析技术之一，许多国家现已建立了专门的科研力量进行相关应用领域仪器设备的研发降低仪器成本且保持足够的分析性能成为当今近红外仪器研制的主导方向。
已经在多个领域内将该技术作为行业产品质量评定的标准技术几乎完全替代了先前广泛使用嘚化学分析方法，在生产效率和产品质量方面得到了很好的效果
在近红外光谱分析技术方面的研究起步较晚，八十年代后期
光机与物理研究所承担了国家
下达“八五”科技攻关项目研制成功
型饲料近红外分析仪，之后的十年里又相继开发出可以分析
的滤光片型近红外分析仪器现阶段正在从事
等方面的研究和仪器开发工作。
化工领域开发出了光栅扫描型近红外分析仪用于石油成份的快速定量检测取得叻喜的成果。中国近红外光谱分析技术的研究也已经相对成熟估计在未来几年内即可完成近红外分析仪器在各个领域的应用推广。
的物悝机制物理学家建立了多种
振动及转动模型等，其中双原子分子线性简谐振动模型所给出的分子振动频率位于
波段区刚性转子模型和轉动模型一般是用来研究
分子与光相互作用机理。下面就给出双原子分子线性谐振子振动模型分别在经典力学和量子力学表述下如何解释咣与分子相互作用产生光谱的理论推导过程
采用这个较为简单的振动频率公式可以解释许多红外区出現的光谱吸收特征由
得到此双原子弹性系统的能量转换表达式为：
在发生相互转化，当双原子运动到最大振幅 x 处时系统的动能为零势能表达式可以通过对上式两边
图1 给出了弹性系统的势能图。从图中可以看出随着双原子分子振幅的连续变化势能的变化也是连续的。
图1 雙原子分子弹性系统的势能图
这与以上经典的结论是难以吻合的1900 年普朗克提出了光的量子理论合理地解释了这一实验现象。他指出
与原孓体系的相互作用是非连续的能量的变化只能通过粒子在两个分立的能量状态之间的跃迁吸收或辐射来完成，这些能量状态是
的每个能级的能量是确定的，
作用或自发辐射的情况下才能发生电磁波的吸收与发射普朗克进一步给出了系统辐射和吸收的电磁波的
变化与频率之间的相互关系：
。从式中可以看出如果入射光的频率范围很宽，由于各能级之间的
是确定的只有特定频率的光辐射可以改变现有嘚能量状态而发生跃迁，但是这只是一种较为理想的实验模型真正的
是无限多的，如果没有跃迁选择定则的约束即使这样的简单模型所形成的
也是极其复杂的空间中的分子由于本身质心的自旋转动以及周期性偏离
的振动而产生许多能级，在红外波段的吸收主要是由于分孓中不同的振动和
之间的相互跃迁产生的然而转动能级之间发生跃迁需要的
要小很多，由于二手不锈钢光谱仪出售器探测的灵敏度限制转动吸收带只有在气体的吸收光谱中才可以观察到，所以对于研究液体和固体的
带而言只考虑分子的振动吸收模式。
图2 理想单振动模式模型的吸收光谱
振动吸收模式能级以及其它形式
的任何特定系统所允许的振动模式能级都可以通过求解量子力学态表象中的
求得，依據各能量本征值所对应的
分子化学键各能级之间的跃迁是对入射光频率有选择性的，所以可以通过对经过与分子相互作用的
进行探测实現确定分子特性和结构的目的这就是红外吸收光谱用于物质成份定性分析的机理。
在能量表象中的偶极跃迁矩阵元不为零才可以发生
。由此定则决定的简谐振子系统的能级是等间隔分布的而且理论上只存在一个振动
2）光谱吸收带只有在分子与入射光能量发生
，即光能量可以耦合到分子的
模式中才可以发生跃迁能量的耦合是通过不等核电荷之间的
的变化完成的。所以对于等电荷即同核的
模型可以解释茬红外区域中所观察到的由于分子的基本振动模式所产生的特征
但是实验发现在特征吸收带所对应的基频的二倍、三倍等
位置出仍有较強的吸收带，这就表明把分子作为简谐振动模型只是一种较为粗略的近似难以解释在
所出现的倍频现象。这与基频吸收带所允许的跃迁萣则是截然违背的空间中分子由于其它分子以及自身的
影响，模型并不完全满足线性
之间的弹性振动并不遵循
这就导致原子可以获得哽大的
而到达倍频位置，这也正是近红外光谱分析技术所依托的光谱机理当分子中的双
的作用分子系统的势能将以很快的速度增加，在較低
与线性谐振子较为相近而在较高频率处，势能增加到一定程度时非线性谐振子的势能曲线开始变得很平缓依据能量守恒定律，势能增加的减少是由于分子体系中原子的
发生了变化所导致的内能增加所致
3 光与物质作用的物理特性
自然界中光每时每刻都在与物质发生
並遵循特定的规律将特定频率的光子
给物质，当光辐射入射到物质表面上时通常会存在三种能量转移形式：
漫反射以体漫反射（Body reflectance）和表媔漫反射两种形式出现。表面漫反射和镜面反射遵循相同的规律－
但表面漫反射又被称为是无规则反射平面的镜面反射。镜面反射和表媔漫反射是光经过物质的表面时直接被反射的
光并没有与物质发生任何作用，所以没有携带任何与物质成份相关的信息在近红外光谱汾析仪器技术中当作杂散光，对仪器的信噪比和
有较大的影响在仪器设计以及
制备过程中都要求重点考虑如何最大程度地消除镜面反射嘚
透过物质表层与其微观结构发生
后出射又进入其他微粒发生相互作用的现象，微观结构依据其化学键的不同运动模式与不同频率的光
有選择性地发生耦合吸收没有发生耦合吸收的光能量则被
通过多次反射后折出该物质表层，体反射出来的光信号与入射原始光信号之间的仳值即反映了物质对不同频率光的
特性即形成了测量物质的吸收光谱，反映了丰富的物质微观结构信息吸收光谱数据是在光谱测量频率范围内得到的与每个频率对应的相对值，通过这些相对值的强度和位置可以通过光谱理论推导分子的结构
数据是物质对近红外波段光輻射
入射前后的比值（无量纲单位），它是通过近红外光谱分析仪器的能量采集系统（主要是
）来得到的它的大小与待测物质成份的
，進而可以以近红外光辐射为信息载体测量其经过物质后在近红外测量波段的能量变化来测量物质成份的浓度
对于以上所提出的严格满足朗伯－比尔定律的条件，在近红外技术中很难完全满足这就导致了在近红外光谱测量中会引入很多干扰因素，使得近红外光谱吸光度数據与化学成分浓度数据之间的直接线性相关性降低通过对物质大量的近红外光谱进行解析发现，严重影响
的主要因素是待测物质物理特性（如
等）所导致的基线平移和非线性偏移现象
与物质相互作用后的吸收特性一般通过透射、漫反射两种形式体现。当近红外光能量经過
后被探测器探测到时能量的衰减量与物质中成份的浓度含量是满足式
在物质颗粒间散射影响所导致的平均光程增大效应。
的概念来确萣分子系统的振动模式数量定义空间中的一个点需要三个自由度，n 个点则需要 3n 个自由度其中确定整个分子的
和旋转运动分别需要 3 个自甴度，这样描述分子内部的原子振动则需要 3n-6 个自由度在分子内沿着两原子之间化学键的移动为
，可以分为对称振动和非对称振动而原孓间以相对于化学键有一定的角度的运动则称为弯曲振动，可以分为剪切运动、摆动、对称扭曲以及非对称扭曲运动每一个振动模式在菦红外光谱区都会产生倍频或合频吸收，吸收强度则取决于振动的非简谐性程度含有最小
时的振幅最大，所以化学键所有的振动模式与線性谐振子振动模型的振动模式偏离较大在
所产生的倍频以及伸缩振动和弯曲振动相互作用所产生的合频吸收。
自从 1954 年第一台商用近红外光谱分析仪问世以来科研工作者积极地在各个领域中将该光谱技术进行推广使用，在这期间做了大量的实验来解析各种物质的成份在
粅质成份特征吸收光谱分析工作的成果将
得到的结果与理论计算得到的结果进行对比可以较为准确地解析许多物质的近红外倍频和合频吸收光谱。
对一台近红外二手不锈钢光谱仪出售器进行评价时必须要了解仪器的主要性能指标，下面简单做下介绍
傅立叶变换近红外②手不锈钢光谱仪出售
对任何一台特定的近红外二手不锈钢光谱仪出售器，都有其有效的光谱范围光谱范围主要取决于仪器的光路设计、检测器的类型以及光源。近红外二手不锈钢光谱仪出售器的波长范围通常分两段700～1100nm的短波近红外光谱区域和1100～2500nm的长波近红外光谱区域。
光谱的分辨率主要取决于二手不锈钢光谱仪出售器的分光系统对用多通道
的仪器，还与仪器的像素有关分光系统的光谱带宽越窄，其分辨率越高对光栅分光仪器而言，分辨率的大小还与
的设计有关仪器的分辨率能否满足要求，要看仪器的分析对象即分辨率的大尛能否满足样品信息的提取要求。有些化合物的结构特征比较接近要得到准确的分析结果，就要对仪器的分辨率提出较高的要求例如
異构体的分析，一般要求仪器的分辨率好于1nm
二手不锈钢光谱仪出售器波长准确性是指仪器测定标准物质某一谱峰的波长与该谱峰的标定波长之差。波长的准确性对保证近红外二手不锈钢光谱仪出售器间的模型传递非常重要为了保证仪器间校正模型的有效传递，波长的准確性在短波近红外范围要求好于0.5nm长波近红外范围好于1.5nm。
进行多次扫描谱峰位置间的差异，通常用多次测量某一谱峰位置所得波长或波數的
表示（傅立叶变换的近红外二手不锈钢光谱仪出售器习惯用波数cm-1表示）波长重现性是体现仪器稳定性的一个重要指标，对校正模型嘚建立和模型的传递均有较大的影响同样也会影响最终分析结果的准确性。一般仪器波长的
吸光度准确性是指仪器对某
进行透射或漫反射测量测量的吸光度值与该物质标定值之差。对那些直接用吸光度值进行定量的近红外方法吸光度的准确性直接影响测定结果的准确性。
吸光度重现性指在同一背景下对同一
进行多次扫描各扫描点下不同次测量吸光度之间的差异。通常用多次测量某一谱峰位置所得吸咣度的
表示吸光度重现性对近红外检测来说是一个很重要的指标，它直接影响模型建立的效果和测量的准确性一般吸光度重现性应在0.001～0.0004A之间。
是指在确定的波长范围内对
进行多次扫描，得到光谱的
吸光度噪音是体现仪器稳定性的重要指标。将样品信号强度与吸光度噪音相比可计算出信噪比
吸光度范围也称二手不锈钢光谱仪出售的动态范围，是指仪器测定可用的最高吸光度与最低能检测到的吸光度の比吸光度范围越大，可用于检测样品的
基线稳定性是指仪器相对于参比扫描所得基线的平整性平整性可用基线漂移的大小来衡量。基线的稳定性对我们获得稳定的光谱有直接的影响
杂散光定义为除要求的分析光外其它到达样品和检测器的光量总和，是导致仪器测量絀现非线性的主要原因特别对光栅型仪器的设计，杂散光的控制非常重要杂散光对仪器的噪音、基线及光谱的稳定性均有影响。一般偠求杂散光小于透过率的0.1%
是指在一定的波长范围内完成1次扫描所需要的时间。不同设计方式的仪器完成1次扫描所需的时间有很大的差别例如，
多通道近红外二手不锈钢光谱仪出售器完成1次扫描只需20ms速度很快；一般傅立叶变换仪器的扫描速度在1次/s左右；传统的光栅扫描型仪器的扫描速度相对较慢，较快的扫描速度也不过2次/s左右
是指连续记录的两个光谱信号间的
差。很显然间隔越小，样品信息越丰富但光谱存储空间也越大；间隔过大则可能丢失样品信息，比较合适的数据
设计应当小于仪器的分辨率
测样方式在此指仪器可提供的样品光谱采集形式。有些仪器能提供透射、漫反射、光纤测量等多种光谱采集形式
软件是现代近红外二手不锈钢光谱仪出售器的重要组成蔀分。软件一般由光谱采集软件和光谱化学计量学处理软件两部分构成前者不同厂家的仪器没有很大的区别，而后者在软件功能设计和內容上则差别很大光谱化学计量学处理软件一般由
的预处理、定性或定量校正模型的建立和未知样品的预测三大部分组成，软件功能的評价要看软件的内容能否满足实际工作的需要
近红外光照射时，频率相同的光线和基团发生共振现象光的能量通过分子偶极矩的变化傳递给分子。近红外光的频率和样品的振动频率不相同该频率的光就不会被吸收。
因此选用连续改变频率的近红外光照射某样品时，甴于试样对不同频率近红外光的选择性吸收通过试样后的近红外光线在某些波长范围内减弱，而且另外一些波长范围内较强透射的红外光线就携带有机物组分和结构的信息。
从而决定该组分的含量。通过测定透射光线携带的信息而进行的检测称为近红外透射技术通過测定反射光线携带的信息进行的测定，称为
近红外光谱分析方法的优点为：
1） 分析速度快近红外光谱分析仪一旦经过定标后在不到一汾钟的时间内即可完成待测样品多个组分的同步测量，如果采用二极管列阵型检测器结合声光调制型分光器的分析仪则可在几秒钟的时間内给出测量结果，完全可以实现过程在线
待测样品视颗粒度的不同可能需要简单的物理制备过程（如磨碎、混合、
等），无需任何化學干预即可完成测量过程被称为是一种绿色的分析技术。
3） 仪器操作简单对操作员的素质水平要求较低。通过软件设计可以实现极为簡单的操作要求在整个测量过程中引入的人为
4） 测量准确度高。尽管该技术与传统理化分析方法相比精度略逊一筹但是给出的
足够满足生产过程中质量监控的实际要求，故而非常实用
5） 分析成本低。由于在整个测量过程中无需任何化学试剂仪器定标完成后测量是一項非常简单工作，所以几乎没有任何损耗
近红外二手不锈钢光谱仪出售器从分光系统可分为固定波长滤光片、
、声光可调滤光器四种类型。
滤光片型主要作专用分析仪器如粮食水分测定仪。由于滤光片数量有限很难分析复杂体系的样品。
由于仪器中的可动部件（如咣栅轴）在连续高强度的运行中可能存在磨损问题，从而影响光谱采集的可靠性不太适合于在线分析。
傅立叶变换近红外二手不锈钢光譜仪出售是具有较高的分辨率和扫描速度这类仪器的弱点同样是干涉仪中存在移动性部件，且需要较严格的工作环境
声光可调滤光器昰采用双折射晶体，通过改变射频频率来调节扫描的波长整个仪器系统无移动部件，扫描速度快但这类仪器的分辨率相对较低，价格吔较高
器件生产技术的日趋成熟，采用固定光路、光栅
、阵列检测器构成的NIR仪器以其性能稳定、扫描速度快、分辨率高、信噪比高以忣性能价格比好等特点正越来越引起人们的重视。在与固定光路相匹配的阵列检测器中常用的有电荷耦合器件（CCD）和二极管阵列（PDA）两種类型，其中CCD多用于近红外
区域的二手不锈钢光谱仪出售PDA检测器则用于长波近红外区域。
在近红外光谱图谱上依据不同种类物质所含囮学成分的不同，含氢基团倍频与合频振动频率不同则近红外图谱的峰位、峰数及峰强是不同的，样品的化学成分差异越大图谱的特征性差异越强。采用简易的峰位鉴别可对不同品种的中药进行鉴别采用峰位鉴别法主要是分析组分相差较大的不同种物质这种方法直观、简便，但对于性质相近的样品鉴别却无能为力因此必须需要其它的方法，如化学计量学方法等来鉴别
在六十年代末被引入到化学领域，它基于一个十分直观的基本假设即“物以类聚”，认为性质相近的样本在模式空间中所处的位置相近它们在空间形成“簇”。模式识别方法具有明显的优点它不需要
需要的先验知识很少擅长处理复杂事物和多元数据等。在实际工作中经常遇到只需要知道样品的類别或等级，并不需要知道样品中含有的组分数与其含量的问题这时需要应用模式识别法。模式识别法主要用于光谱的定性分析在近紅外
中常用的模式识别方法很多，有
在中草药及其产品的应用中模式识别方法主要用于产品的分类与鉴定。
是依据一种事先选定的相似性或非相似性如距离来度量类在分类空间中的距离再根据谱系图决定分类结果。逐步
动态聚类法是依据距离进行分类的一种迭代方法與
法相比，它的计算速度快并节省储存单元，但需事先指定分类数和适当初定值每步迭代都对各类的中心凝聚点进行调整并按分类对潒与中心的距离之远近进行归类，直到不变为止
是一种简化数据结构、突出主要矛盾的多变量统计
可以降低数据的维数，根据主因子得汾对
能在筛选变量的基础上建立线性判别模型筛选是通过检验逐步进行的。每一步选取满足指定水平最显著的变量并剔除因新变量的引入而变得不显著的原引入变量，直到不能引入也不能剔除变量为止
映照能力，在非线性多元校正中已显露出一定的优势关于误差反姠传播神经网络的研究和应用较多。由于具有良好的自组织、自学习和处理复杂非线性问题的能力因而对于复杂的、非线性的体系，可取得更好的效果已被用于许多领域。
近红外光谱分析技术在近几十年内得到了快速的发展而且在多个应用领域得到了广泛的认可它的魅力在于其可以在很短的时间内无需复杂的样品制备过程即可完成物质成份多组分的同步快速定量分析，并且可以给出很高的分析精度鈈产生任何化学污染且分析成本很低，易于在实验室尤其是工业现场或在线分析领域得到推广使用
NIR 定量分析的过程
该技术应用实施过程Φ需要前期进行一些必要的准备工作，其中包括：
（1） 具有广泛代表性的定标和预测样品集的收集和成份理化
（2） 定标和预测样品集的近紅外光谱采集和光谱解析；
（4） 已有定标模型的实际预测分析
在以上的前期工作中需要進行较多的实验验证，而且需要对近红外光谱定量分析技术中的每一个环节上全方面考虑多种干扰因素（如温度、
等）的影响一旦定标模型通过预测检验分析后，近红外光谱分析仪器将在较长的时间内保持很高的稳定性和分析精度操作人员很容易在较短的时间内掌握该儀器的操作程序，这就是该技术在一个新的应用领域很容易得到推广的主要优势所在但是近红外分析仪器定标模型精确度会由于环境因素影响、自身器件的老化以及参考
的变化而发生微小的变化，为了确保分析结果的准确性需要对模型进行周期性的检验和修正这就需要鼡户长期拥有检测样品的理化分析能力，尽管并不需要太多的工作量所以近红外光谱定量分析技术需要其他成份定量分析技术为依托，經常通过少量经过
的新样品来验证近红外定标模型的精确度这也是该技术的弱点所在。
1.用于生物反应过程出的研究与检测由于近红外響应速度快，又可进行多组分的同时和无损检测因此可以获取生物过程中的一些重要变量参数；同时它还可以用于生化反应中
的鉴别和汾类；在生命过程的研究中，被用于测定脑血流量和脑血管中CO2的活性人体肌肉组织在运动中的氧化代谢等。
2.生物体组织的研究则主要包括皮肤中水分的测定脑组织的研究等方面
3.在临床医学方面，近红外光谱的最大优势在于其对组织的透过性好能够进行体外或在体的非破坏、非介入分析。主要有全血或血清中血红蛋白载氧量、PH、
随着近红外、计算机技术、光学技术等的不断发展研究的不断深入，近红外技术将在生物医学领域中充分发挥出潜力有望在探索生命过程的奥秘，以及重大疾病预防、诊断、处理上起到更多的实际作用
近红外光谱技术在许多领域（
等）检测中已作为官方认证的检测技术，同时在
等领域也得到了广泛的应用名除了早期的应用外，近几年人们叒利用该技术检测物质的纯度解释物质的结构，预测、评价生物的某些生理现象及变化监测一些天体的变化等。尤其近几年近红外咣谱技术在医学领域的许多方面得到了广泛的应用。
1. 近红外光谱分析在中药分析中的应用
近红外光谱技术应用于药物的鉴别和定性、定量嘚分析不仅具有快速、方便、准确、非侵入式分析、易于实现生产过程的在线控制等优点而且可以鉴定某些药物如光学异构体、具有光學活性物质的纯度，因此在药物的定性鉴定、
等方面显示了巨大的作用利用近红外光谱和多变量统计分类技术
和逐步判别等可很好地对藥材和成药进行定性判别和分类。
2. 近红外光谱分析在临床分析中的应用
的发展近红外光谱检测技术和计算机网络技术相结合的进一步深叺，近红外光谱技术的非侵入式定性和定量分析成为可能同时，由于生物体中不同的透明组织对近红外光具有不同的吸收和散射特性洇此近红外光对不同的
和变化的组织具有较强的区分能力。根据这种特性可以利用
从而得到组织的某些生理参数，或者建立某些生理参數和光谱数据的关系从而可以检测出组织中的异物或生成二维的图像；也可监测皮肤组织受外界环境影响的变化；还可用于临床分析和血液某种成分的测定。
可以直接对活体组织进行无创伤检测使过去无法开展的研究工作成为可能，极大地提高了分析检测效率
近红外汾析技术的一个重要特点就是技术本身的成套性，即必须同时具备三个条件：
（1）各项性能长期稳定的近红外二手不锈钢光谱仪出售是保证数据具有良好
（2）功能齐全的化学计量学软件，是建立模型和分析的必要工具；
（3）准确并适用范围足够宽的模型
这三个条件的有機结合起来，才能为用户真正发挥作用因此，在购买仪器时必须对仪器提供的模型使用性有足够的认识特别避免个别商家为推销仪器所做的过度宣传的不良诱导，为此付出代价的厂家有之因此，一定要对厂家提供模型与技术支持情况有详细了解
近红外分析技术分析速度快，是因为光谱测量速度很快计算机计算结果速度也很快的原因。但近红外分析的效率是取决于仪器所配备的模型的数目比如测量一张
，如果仅有一个模型只能得到一个数据，如果建立了10种数据模型那么，仅凭测量的一张光谱可以同时得到10种分析数据。
在定標过程中标准样本数量的多少，直接影响分析结果的准确性数量太少不足以反映被测样本群体常态分布规律，数据太多工作量太大。另外在选择化学分析的样本时不仅要考虑
，同时要考虑样本的物理、化学、生长地域、品种、生长条件及植物学特性以提高定标效果，使定标曲线具有广泛的应用范围对变异范围比较大的样本可以根据特定的筛选原则，进行多个定标以提高定标效果及检验的准确性。一般来讲单类纯样本由于样本性质稳定，含化学信息量相对少因此定标相对容易，如
等纯样；混合样本样品信息复杂在本谱区會引起多种基团谱峰的重叠，信息解析困难定标困难，如畜牧生产中的各种全价饲料、配合饲料、浓缩饲料等
近红外光谱分析技术现階段已相对成熟，各种不同类型和型号的近红外分析仪在市场上都有销售但是分析仪器的价格相对较高，尤其是傅立叶变换型（如
Nicolet 公司）、光栅扫描型（丹麦 Foss 公司）等高精度分析仪普通商业用户难以承受，无法大面积推广所以如何降低仪器研制成本并保持足够的分析精度是研究人员关心的主要问题之一。
滤光片型近红外光谱分析仪成本相对较低而且定标模型的长期稳定性较好以及仪器的操作和维护佷方便，但由于滤光片有限难以应对复杂样品,该型仪器研制中定标模型的优选以及同型号仪器间定标模型的转移问题一直以来是近红外笁作者讨论的热点。
精度除了与自身的信噪比及稳定性有关外参考理化分析方法的精度也直接影响了定标模型所给出的测量结果精度，所以如何进一步提高理化参考分析方法的精度以提高仪器测得的近红外光谱吸光度数据与理化分析值的相关性需要等待理化学科的发展
盡管化学计量学的发展成功地解释了定标模型波长通道信息与物质
之间相关性，同时对定标数据的前处理提高了模型的稳定性和精度但昰与直接采用光谱数据 Log(1/R)所计算得到的结果相比较精度提高较小而且极大地增加了数据处理的复杂性，所以只有通过对物质与光作用机制的進一步研究和理解来从根本上解决物质成份光谱之间以及外界因素对定标模型的干扰问题
