從農(nóng)作物到商店貨架，近紅外光譜分析的應(yīng)用前景一片光明

　　近紅外(NIR)光譜儀雖然已經(jīng)問(wèn)世60 年之久，但它在測(cè)量不同材料的能量反射或者透射方面的重要性卻鮮少被人認(rèn)可。

　　NIR 光譜儀可幫助一系列產(chǎn)業(yè)(包括農(nóng)業(yè)、法醫(yī)學(xué)、醫(yī)藥、石油及醫(yī)療保健等等)確定某種物質(zhì)的分子“指紋”。

　　在過(guò)去的60年里，NIR 光譜儀技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步。盡管早期的設(shè)備復(fù)雜煩瑣且使用范圍局限于實(shí)驗(yàn)室，但現(xiàn)在的NIR光譜儀則利用了微處理器控制、高精度 A/D 采樣和具有統(tǒng)計(jì)分析能力的計(jì)算機(jī)化光譜計(jì)算，可在多種不同的場(chǎng)所快速獲得測(cè)量結(jié)果。

　　現(xiàn)在，NIR 光譜儀有四種主要用途：

　　· 在實(shí)驗(yàn)室中 - 通常為大型、高精度的多功能儀器。負(fù)責(zé)處理光譜數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部，亦可通過(guò)以太網(wǎng)或USB 來(lái)連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。它們可以處理大量的數(shù)據(jù)并在短短數(shù)秒內(nèi)完成與一個(gè)分布式參考庫(kù)的比較。

　　· 在實(shí)地 - 便攜式NIR光譜儀看上去類似于一個(gè)小型實(shí)驗(yàn)室設(shè)備——可移動(dòng)式，且通常采用一個(gè)市電或者帶逆變器的直流電電源供電運(yùn)行。它們往往比午餐盒大一些，可放置于卡車的后擋板上，以便在實(shí)地或產(chǎn)業(yè)環(huán)境(比如農(nóng)場(chǎng)或礦山)中使用。

　　· 在工廠里 - 這些專用設(shè)備負(fù)責(zé)監(jiān)視工廠環(huán)境，而且常常用于一些特定的用途。在工廠里，一條裝配流水線上可能安裝有多臺(tái)光譜儀，它們通過(guò)以太網(wǎng)或采用無(wú)線方式連接至一部主控設(shè)備。

　　· 在您的手中 - 制造可移動(dòng)且便于用戶使用的手持式光譜儀是業(yè)界關(guān)注的一大焦點(diǎn)。目前市面上的產(chǎn)品可以采用電池供電，其尺寸與一個(gè)大的手鉆差不多。這種光譜儀的優(yōu)勢(shì)在于它們擁有真正的便攜性，并可依靠?jī)?nèi)置的電源供電運(yùn)行，因而適合遠(yuǎn)程使用。

　　現(xiàn)今，DLP 產(chǎn)品光譜儀產(chǎn)品線包括兩種不同的芯片組，它們可以內(nèi)置于新式 NIR 光譜儀中。針對(duì)超便攜分析，DLP2010NIR數(shù)字微鏡器件(DMD)支持高達(dá) 1,500 赫茲的可編程高速圖形速率，可滿足實(shí)時(shí)測(cè)量的要求。該芯片是業(yè)界首款完全可編程的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)，專為 700納米至2500納米的波長(zhǎng)而優(yōu)化。當(dāng)把它與支持藍(lán)牙® 和藍(lán)牙低功耗的 DLP NIRscan™ Nano評(píng)估模塊 (EVM) 配套使用時(shí)，設(shè)計(jì)人員就能夠輕松地完成便攜式分析儀的原型設(shè)計(jì)，從而加快嵌入式超移動(dòng)光譜儀的開(kāi)發(fā)進(jìn)程。

　　針對(duì)高性能系統(tǒng)，具有超過(guò) 100 萬(wàn)個(gè)微鏡的DLP4500NIR DMD支持高達(dá)4,225赫茲 的可編程高速圖形速率，而且同樣是專門針對(duì) 700納米至 2500納米波長(zhǎng)而優(yōu)化的。對(duì)應(yīng)的 DLP NIRscan EVM可為持續(xù)時(shí)間不到一秒的測(cè)量提供 30,000:1的信噪比，因而能實(shí)現(xiàn)快速和準(zhǔn)確的材料分析。

　　在實(shí)際應(yīng)用中持續(xù)取得的進(jìn)展正在逐步實(shí)現(xiàn)尺寸更小、成本效益高的設(shè)備，從而使得此項(xiàng)技術(shù)最終被消費(fèi)者接受。我們來(lái)設(shè)想這樣一部?jī)?nèi)置了 NIR 光譜儀的智能手機(jī)：它能夠評(píng)估糧食的成熟度、檢測(cè)食品過(guò)敏原、確認(rèn)昂貴橄欖油的純度、輔助醫(yī)療監(jiān)測(cè)或者檢查車輛用油。TI 相信 NIR 光譜儀有著巨大的潛力。

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