“小型化”——近红外光谱的发展方向

2018-11-20 13:21:37 vela 5

    仪器信息网讯 2018年11月17日,“便携式近红外光谱仪器应用技术交流会”在无锡召开。该交流会由中国仪器仪表学会近红外光谱分会苏沪工作站主办、无锡迅杰光远科技有限公司承办,超100人参加了此次会议。本次交流会由近红外产品相关从业者与近红外产品用户代表共同参与,研发、生产、应用三方从各自角度“发声”,探讨便携式近红外产业创新发展之路。

  为了凝聚苏沪及周边地区从事近红外光谱技术研究与应用的力量,近红外光谱分会在2017年4月23日成立苏沪工作站。成立这一年多时间里,苏沪工作站已发起和主办了多场近红外光谱技术论坛,苏沪工作站已经成为近红外光谱分析技术在当地发展的平台,促进了近红外技术更快的发展。

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交流会现场

  上世纪70年代的一台傅里叶变换中红外光谱仪器或80年代的一台拉曼光谱仪器的体积,可能会占据半个实验室那么大。而现在的傅里叶变换中红外光谱仪、近红外光谱仪、拉曼光谱仪已经做到了可手持大小。其中,小型化的光谱将在现场检测、实时测试等领域发挥巨大作用。来自德国杜伊斯堡-埃森大学教授的H.W.Siesler介绍到,相关市场调查报告所示,小型光谱仪器的市场预期在2021年将达到3亿美元,年复合增长率为15%。这个增长将以现场检测和日常生活消费类应用为基础。

  不久前,巴西坎皮纳斯州立大学塞里奥.帕斯奎尼教授发表了一篇关于近红外光谱研究最新进展的综述文章。该综述主要从近红外的三大支柱——基础研究、化学计量学、仪器三方面展开评述。其中,关于光谱仪的研制进展,主要集中在专用仪器、过程分析仪器、微型/手持光度计、高光谱成像与成像仪器等方面。对此,南开大学教授邵学广也曾在多个场合表示,价格更便宜、速度更快、专用、特殊功能、灵活数据传输等是小型近红外光谱的发展方向。

  日前,巴斯夫的初创公司TrinamiX推出了一款名为Hertzstück的小型红外传感器,采用了PbS探测器,波长范围为1000-3000nm。Hertzstück可以作为传感器芯片安装在智能手机的电路板上。TrinamiX希望到2022年消费者就可以用到这款近红外光谱。

  那么,小型近红外光谱仪到底具有哪些优点和发展机会呢?当然,它也必然存在着一定的劣势和面临的困境。光瞻智能科技的罗苏秦对此做了深入分析,他指出,小型近红外光谱仪器具有低价、灵活、稳定、集成系统容易调整、即插即用等优势;而在光谱分辨率、扫描范围、灵敏度、长期稳定性、可靠性、精确性、仪器标准化等方面还存在着很多不足。小型近红外光谱仪的发展机会主要在于现场检测、消费者相关市场、工业4.0和过程分析、简单应用、可以使用第三方软件等方面;而威胁主要来自于大品牌以及众多同类产品的竞争对手、用户对近红外的接受程度、一些失败事例会打击用户对近红外的信息。

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杜伊斯堡-埃森大学H.W.Siesler分享

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南开大学邵学广分享

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光瞻智能科技罗苏秦

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江苏大学陈斌致辞

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华东理工大学杜一平致辞

  此次技术交流会,国内外多家近红外光谱仪器厂商参与,分别介绍了其产品技术特点以及在研发、应用等方面的经验与体会。

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无锡迅杰光远科技有限公司 兰树明

  迅杰光远2016年在无锡成立,核心业务是小型化近红外设备开发、建模服务及应用方案开发。针对目前中国近红外光谱技术应用中存在的问题,迅杰光远提出了研制“不操心易接受,在保障性能的同时尽可能低价格”的近红外光谱仪器,同时,致力于“保证光谱仪的一致性,实现远程建模,并且,建立一支专业应用团队来帮助用户维护仪器和模型”的发展目标。

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上海棱光技术有限公司 蔡贵民

  由于近红外光谱分析技术的应用特点,使得近红外光谱仪器具有以下几个特点:更侧重光谱的信噪比,弱化光谱的分辨能力;丰富的光谱预处理算法,有效弥补仪器的一些硬件设计弱点;化学计量学与应用模型的结合,拟合能力强大,让仪器光谱更加相对化,仪器无需完成所谓的标准化光谱。蔡贵民结合上海棱光研制新款光栅扫描型近红外光谱仪的过程,介绍了一些研制体会,给大家一些解决方法以供参考。

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上海昊量光电设备有限公司--王亮

  上海昊量光电设备有限公司是国内知名的激光及光电设备代理商,专注于光电领域的技术服务与产品经销。日前昊量光电与德国INSION GmbH公司签订了独家代理协议。德国INSION公司的产品,将集成光学技术应用到光纤光谱仪产品上,将光纤光谱仪所有光学元器件集成在一块基底材料上(One-chip design),从而设计生产出了微型光纤光谱仪(厚度仅为9.5mm)。INSION超紧凑型光纤光谱仪广泛用于医疗检测,食品检测,农业机械,LED分选,化工在线检测,颜色测量,生化分析等领域。

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济南海能仪器股份有限公司--吕江川

  2017年,海能仪器与芬兰Spectral Engines Oy公司达成战略合作协议。Spectral Engines研发生产的基于MEMS技术的微型近红外光谱探测器NIRONE SENSOR,具有体积紧凑、完全可编程、高SNR和准确度、适合大批量生产、价格低、适合集成到在线或便携式设备等优点;结合丰富的光学附件、扩展附件等,为微型近红外光谱探测器的二次开发和研发提供了一种方便快捷的解决方案。

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北京伟创英图科技有限公司--姚建垣

  姚建垣在分享中,谈到了对于便携式近红外光谱分析仪产业化的几点体会:尊重市场、谨慎开发,在眼花缭乱中有所为有所不为;做好定制化细分小市场精准服务。蚂蚁啃骨头大有作为;明晰用户检测需求,引导用户正确应用便携式近红外光谱检测技术,对检测误差需求要客观分析;便携分析仪可靠性、稳定性是最关键技术指标;做好产业化技术、批量化制造工艺是关键,软件是核心;温度是近红外光谱技术应用的最大隐患,小仪器大隐患。

  对于近红外技术市场的推广姚建垣也发出了倡议:不过度消费市场,保护近红外光谱检测技术健康发展;不搞低价竞争,匠心做好产品制造,专心做好精准服务,留有共同发展空间,精心发展近红外光谱事业;近红外光谱技术的核心是应用,人的因素是最重要的,绝大多数的失败案例在于人的因素,加强应用培育、培训、指导、咨询工作极为重要;近红外光谱市场巨大,领域、行业应用众多,企业个体无法完全应付,应发展第三方服务业务,专业做好应用支持;近红外光谱技术解决了大量快检应用的痛点问题,得到了广泛的应用,同时,解决近红外光谱技术本身痛点问题也应受到关注,例如:模型应用难度、低含量检测预处理技术、批量制作工艺技术、仪器标准化技术等。

  关于此次便携式近红外光谱仪器应用技术交流会,中国林业科学研究院杨忠研究员同时进行了手机网络直播,点击观看的人数已超过13000人次。

  直播回放||便携式近红外光谱仪器应用技术交流会

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用户与厂商交流现场

【来源:仪器信息网】