我國工業(yè)在線近紅外光譜技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵問題分析

近紅外光譜分析技術(shù)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(shù)。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(shù)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(shù)在PAT中的應用越來越廣泛和普及，代表性的應用領(lǐng)域包括制藥、石油化工、基礎(chǔ)有機化工、食品生產(chǎn)和加工、釀酒等。
  整體上看，我國近紅外光譜技術(shù)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(lǐng)域。但與此形成鮮明對比的是，在在線NIR領(lǐng)域我們卻明顯落后于西方國家，我國在線NIR技術(shù)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(chǎn)領(lǐng)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(lǐng)域，探討在線NIR技術(shù)發(fā)展的重點或難點，分析制約我國在線NIR發(fā)展的關(guān)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(shè)備
在線NIR技術(shù)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(shè)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(lǐng)域已經(jīng)有了一些比較成功的應用。
2、提高應用技術(shù)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(shù)應用的技術(shù)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(zhì)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(guān)注的是監(jiān)測指標值的變化趨勢，因此相對于監(jiān)測結(jié)果的準確度，其更注重結(jié)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(chǎn)、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(shù)的應用和普及
在國產(chǎn)分析儀器的發(fā)展過程中，人們逐漸將“產(chǎn)、學、研”的傳統(tǒng)提法，又添加了“用”和“政”兩個內(nèi)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(lǐng)域(包括在線近紅外)更是貼切。下面我想重點談?wù)?ldquo;政”的作用。
“政”即政府，更廣義地理解就是“領(lǐng)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(shù)，我們不但要培訓科技人員，還要培訓領(lǐng)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(shù)能力
  與實驗室NIR技術(shù)*不同，在線NIR技術(shù)是一種集機械、光學、電子、自控，以及應用領(lǐng)域的多學科體系。在為用戶開發(fā)在線NIR技術(shù)時必然會遇到與用戶現(xiàn)有生產(chǎn)過程分析技術(shù)(PAT)和過程控制技術(shù)(PCT)的融合問題。為了更好地服務(wù)于生產(chǎn)企業(yè)，從事NIR開發(fā)的技術(shù)人員，或者技術(shù)團隊必須要拓展自己的專業(yè)知識，完美的、專業(yè)的技術(shù)服務(wù)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(shù)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(shù)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(jié)著各行各業(yè)、各種專業(yè)背景的技術(shù)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(shù)的發(fā)展做出我們應該做的努力。