生產過程中近紅外光譜在線儀器建模適用性和準確性的影響因素？

更新時間：2024-06-25

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答：近紅在線儀器的應用很廣泛，涉及到的現場環境也復雜多樣。總結說，可以分為固定因素和隨機因素，固定因素包括溫濕度、灰塵、防爆要求，腐蝕性，壓力等等，這些因素主要影響儀器后的長期使用的耐用性和安全性，在安裝時必須考慮且滿足要求，是使用近紅外在線儀器前就必須解決的問題。隨機因素主要是指樣品本身形態變化影響，因為生產線的樣品檢測都是原位未處理樣品直接檢測，所以不確定性因素很多，如樣品的均勻性，代表性，樣品密度，流動速度，氣泡等。首先要考慮樣品光譜的采集質量，選擇好檢測位置和探頭模式，安裝位置包括但不限于溜槽，刮板，絞龍，暫存倉，管道，反應釜，發酵罐、傳送帶等，探頭模式如接觸式、非接觸式大光斑，光纖插入式等各有優缺點，需根據現場環境，工況要求，物料形態等選擇合適的安裝方案等。原則是要獲得穩定，有代表性，背景干擾少的高質量光譜。安轉環節在近紅外在線應用中起決定作用。盡量保證樣品和鏡頭間清潔無污染，

另一個決定因素是建模，因為線上物料的流動狀態，樣品溫度，樣品形態等許多因素和線下不同，且在線下很難復現，所以要盡量做到線上標記光譜，即今后在什么條件狀態下應用，就在什么狀態下采集數據，線上采樣不需要和實驗室應用一樣的數據量，因為短時間內的生產工藝和原料等影響因素相對穩定，所以30個左右的樣品建模即可應用。但模型維護要在工藝或原料改變時及時跟上，要做到高頻次低數據量，及拉長取樣周期，降低取樣數量以提高模型的代表性從而增加適用性和穩定性。

在線取樣和標記光譜時，最難的是對光譜和樣品的對應關系的把握上，不要追求的一一對應，因為物料一直在流動，即使物料相對靜止，物料的化學結構也在變化，所以取樣最好是連續多次，光譜也是采樣段的平均光譜，不要追求“點對點"，而要做到“段對平均"，標準偏差很重要，但對于在線來講相關度更重要，在線近紅外的應用意義是檢測結果的實時性，工藝調整的及時和自動化，檢測結果的趨勢性和如何利用相對準確的檢測結果設計合理的工藝調整方案更加重要。