1.傅立葉變換近紅外光譜儀能為我們煙草行業(yè)做什么？
傅立葉變換近紅外光譜儀在煙草工業(yè)中的應(yīng)用分為定量分析和定性分析兩部分。定量分析主要分析初烤煙、復(fù)烤煙和煙絲中的總糖、還原糖、總氮、煙堿、氯、鉀、水份和淀粉等，還能分析制絲過程中煙絲的PH值和揮發(fā)堿等。定性分析現(xiàn)在主要用于產(chǎn)地鑒別、真假煙的鑒定及等級分類。
在線的傅立葉變換近紅外光譜儀可以用于制絲生產(chǎn)線或打葉生產(chǎn)線上在線快速分析。
2.近紅外的應(yīng)用和發(fā)展前景如何？
卷煙企業(yè)需要對進廠復(fù)烤煙的化學(xué)成分進行快速分析，以滿足配方的要求，用于常規(guī)濕化學(xué)方法的分析速度慢，而且對操作人員的素質(zhì)要求高，很難滿足快速分析的要求。國內(nèi)許多煙草企業(yè)看到了近紅外分析的優(yōu)勢，有些已經(jīng)購進并實際應(yīng)用，另外許多則開始關(guān)注和考察。相信隨著人們對它的認識逐步加深，其應(yīng)用范圍會越來越廣泛并成為必不可少的分析手段2002年國家煙草專賣局要求打葉復(fù)烤企業(yè)的復(fù)烤煙必須注明主要成分的含量，近紅外儀器分析速度快、精確度高、操作簡單的特點充分滿足了打葉復(fù)烤企業(yè)的需要。
3.與其他的檢測方法相比，近紅外檢測具有那些優(yōu)勢？
a)分析速度快，一般分析一個樣品的時間為1分鐘。
b)不需要對樣品進行化學(xué)處理，分析步驟簡單。
c)無消耗品，無環(huán)境污染，不破壞樣品，經(jīng)濟無浪費。
d)一次測試能夠同時得到多種成分或指標，甚至開發(fā)多種新指標而沒有所謂"通道"限制。
e)操作簡單，對人員素質(zhì)無特殊要求。
f)分析結(jié)果的精確度比濕化學(xué)方法高，準確度的統(tǒng)計結(jié)果接近建立模型的標準方法的誤差。
因為儀器具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，高重現(xiàn)性，操作環(huán)節(jié)少，所以數(shù)據(jù)更可靠。
g)儀器用途廣泛，能夠放到現(xiàn)場使用，甚至能夠在線實時檢測。
h)可檢測的樣品廣泛，通常是固態(tài)的片煙、煙絲或粉末，也可以擴展到液態(tài)，還可開發(fā)檢測
其他輔料的方法。在輔助品吸、真假鑒別方面也取得了可喜的進展。
i)可透過玻璃或塑料袋直接測量樣品。
j)通過模型傳遞，實現(xiàn)多用戶采用同一檢測基準，消除了個體差異，使數(shù)據(jù)更有說服力。
4.為什么在我國傅立葉變換近紅外光譜儀最近幾年才得以真正廣泛的應(yīng)用？
我國在七八十年代有著兩次深刻的教訓(xùn)，當(dāng)時引進了大批近紅外儀器，大批設(shè)備沒有得到很好的應(yīng)用，中國近紅外應(yīng)用的發(fā)展一度陷入"低谷"。主要由幾個方面的原因造成：
1)硬件方面的局限性：現(xiàn)代傅立葉變換技術(shù)的應(yīng)用是近紅外發(fā)展歷史的一次革命，遺憾的是當(dāng)時我們引進的主要是傳統(tǒng)濾光片型、光柵型和傅立葉偏振干涉近紅外儀器，它們與現(xiàn)代傅立葉變換近紅外相比，在性能上有很大差異：
-波長準確度要低一個數(shù)量級；
-其結(jié)構(gòu)決定掃描速度低，應(yīng)用受到很大的限制；
-光譜分辨率受狹縫限制，較現(xiàn)代傅立葉變換近紅外光譜儀低一個數(shù)量級；
-很容易受自然雜散光干擾，使得檢測結(jié)果失真，而后者只檢測干涉光，不受雜散光影響；
-由于光通量小，掃描速度低，故信噪比和檢測限較差，因此低含量組份的干擾因素。
2)軟件方面的局限性：由于計算機性能、軟件開發(fā)水平以及化學(xué)計量學(xué)的研究有限，在多組份信息提取技術(shù)、數(shù)據(jù)模型的智能優(yōu)化、檢測條件自動優(yōu)化以及自我診斷和信息傳輸?shù)确矫婊蛘咛幱诳瞻?，或者力不從心?BR>
3)缺少強有力的技術(shù)支持：當(dāng)時沒有充分意識到這一點的重要性，在引進消化與硬件相配套的軟件、技術(shù)方面做的工作很有限，在設(shè)備維護、應(yīng)用開發(fā)、培訓(xùn)交流方面也沒有深層次的與國外進行合作，因此對儀器的理解不夠深刻，應(yīng)用方面有些孤立無援。直到1997年，布魯克公司在中國正式推出傅立葉變換近紅外光譜儀，才真正從根本上改變了這一局面。4年來，公司組建了應(yīng)用開發(fā)實驗室和技術(shù)支持專家組，并成立了用戶協(xié)作網(wǎng)系統(tǒng)，真正做到應(yīng)用技術(shù)支持和應(yīng)用技術(shù)"本地化"，與中國的用戶共同開發(fā)，使傅立葉近紅外儀器在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用推廣和發(fā)展。
5.干涉儀在儀器中的作用如何？實現(xiàn)其性能的要點是什么？立體角鏡解決了什么樣的問題？
干涉儀是傅立葉變換近紅外光譜儀的核心部件，其作用是將光源發(fā)出的光通過分束器分成2束，分別到達動鏡和定鏡，通過動鏡的移動進行傅立葉變換，產(chǎn)生干涉信號，因此干涉儀的穩(wěn)定性是決定儀器的穩(wěn)定性的關(guān)鍵。
實現(xiàn)其性能的關(guān)鍵是動鏡在快速運動過程中光路不能發(fā)生偏轉(zhuǎn)，如發(fā)生偏轉(zhuǎn)，定鏡與動鏡的光路干涉信號降低，儀器的靈敏度降低。同時干涉儀應(yīng)具有抗振能力。
常規(guī)干涉儀的動鏡和定鏡都是平面鏡，只有垂直光路才能保證反射光路穩(wěn)定，但這一點是很難保證的。立體角鏡的3個鏡面都是互成直角，只要光到達其中任何一個鏡面，根據(jù)法線反射的原理，反射光路永遠穩(wěn)定,這也是布魯克的專利。
6.分束器在儀器中的作用如何？實現(xiàn)其性能的要點是什么？低羥基石英玻璃材質(zhì)有什么優(yōu)勢？
干涉儀是傅立葉變換近紅外光譜儀的核心部件，而分束器則是干涉儀的核心部分。其在儀器中的作用是將光源發(fā)出的光分成兩束，這兩束光通過動鏡和定鏡的作用產(chǎn)生傅立葉變換。
分束器的光學(xué)參數(shù)決定其性能，也就是說如果在近紅外譜區(qū)最好使用在該譜區(qū)光學(xué)性能最好的分束器，如低羥基石英分束器(譜區(qū)范圍25,000-3,300cm-1)，加上近紅外光源和近紅外檢測器，光譜最佳范圍是15,500-3,500cm-1，正好含蓋近紅外譜區(qū)(12,800-4,000cm-1)，是世界公認的最佳近紅外分束器。
近紅外與中紅外都是對OH敏感的譜區(qū)，低羥基石英玻璃材質(zhì)對該譜區(qū)的光衰減小，通透性好。另外，石英玻璃的物理、化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，對檢測環(huán)境的適應(yīng)性很強。
7.數(shù)字式檢測器與模擬檢測器在儀器整體性能及操作方面的差異如何？
數(shù)字式檢測器是在檢測器上直接進行A/D轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生的數(shù)字型號送到計算機，數(shù)字信號傳輸過程穩(wěn)定，不受周圍電磁波的干擾，布魯克公司使用24位A/D轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)精度高，以上措施提高了儀器的信噪比。
模擬檢測器是將模擬信號直接傳遞到計算機或儀器內(nèi)部的控制板，再經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換，傳輸過程容易受到周圍電磁波的干擾，一般使用的為16或20位A/D轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)精度不高，儀器的靈敏度差。兩種檢測器的性能在實際應(yīng)用中的差別非常明顯。
8.背景在檢測中有什么作用？鍍金背景有什么好處？為何要內(nèi)置？
背景就是空白，應(yīng)該是沒有任何吸收和反射衰減的材料。因為直接測定樣品吸收多少光是無法實現(xiàn)的，用背景先測定全反射("0"吸收)的光譜，測定樣品的反射光譜，用背景的全反射光譜扣除樣品的反射光譜，即得到樣品的吸收光譜。
鍍金材料對紅外反射效率高，幾乎是100%反射率，而且容易清洗，不容易氧化和污染。內(nèi)置背景自動測定的優(yōu)勢是保證背景這一影響檢測結(jié)果的關(guān)鍵部件不受污染，不受到物理損壞。
9.積分球的工作原理是什么？積分球和采樣光斑的大小有何意義？
積分球是將樣品反射的光全部收集，提高信號的強度；同時對不均勻樣品的反射光具有平均效果，消除基線的漂移。
積分球大，采樣光斑才能大；積分球大，對反射光的平均效果好，消除基線漂移效果好。另外，采樣光斑大，采樣量就會大，采樣代表性就會好，測量準確度也相對會更高。
10.為什么說大的積分球和光斑對檢測大顆粒及非均勻樣品更有利？
大的積分球和光斑測定大顆粒及非均勻樣品效果更好的原因是大積分球平均反射光的效果好，消除由于不均勻顆粒表面的反射造成基線漂移效果好。大光斑可以照射更多的樣品，數(shù)量多，采樣的代表性就好，實驗結(jié)果的準確度和重復(fù)性都好。
11.積分球的材料選擇鍍金有何好處？
鍍金的積分球反射率高，采集光譜的信號質(zhì)量好，穩(wěn)定不易氧化。我們曾試用鍍鋁材料的積分球，但是反射率不理想并且長時間使用后容易被氧化，儀器總不能達到理想狀態(tài)。選擇鍍金材料雖然成本提高了，但這些問題迎刃而解，在提高儀器整體性能方面價值明顯。
12.樣品杯選材有何要求？為什么每個樣品杯的光學(xué)性能要一致？
樣品杯選材使用的光學(xué)材料應(yīng)該是低OH石英，即光學(xué)性質(zhì)最好并且最穩(wěn)定的材料。
如果每個樣品杯的光學(xué)性能不一致，同一個樣品在不同的樣品杯上的測試結(jié)果會不同，影響數(shù)據(jù)的真實性。如果只用一個樣品杯測樣，效率太低，而且操作會很煩瑣。
13.儀器狀態(tài)實時監(jiān)控能夠解決哪些可能出現(xiàn)的問題？
儀器狀態(tài)實時監(jiān)控分為兩部分內(nèi)容：
a)監(jiān)控儀器內(nèi)部的各種性能指標是否滿足實驗要求，及時發(fā)現(xiàn)儀器本身出現(xiàn)的問題。如果儀器性能指標不滿足實驗要求，盲目做樣，測試結(jié)果必然是錯誤的。
b)實時監(jiān)控儀器所使用的附件是否正確，避免儀器故障；也避免出現(xiàn)因為所用附件不正確造成測試結(jié)果錯誤。
這也是ISO和FDA對儀器的規(guī)定性要求。
