前言：

近年来，在大力提倡产业转型升级、减排增效、绿色环保的科技快速发展中，近红外光谱在线仪器作为流程工业数据信息的“传感器” 和先进制造业优化控制技术的“感知器”，得到了越来越多的关注和实际应用。为推进实施中国科学技术协会“科创中国”的技术服务，遵循“合作发展、协助共赢”的原则，中国仪器仪表学会近红外光谱分会、近红外光谱技术服务平台应产、学、研、用的科技成果转化需求，结合不同行业生产企业用户的应用示范案例，组织近红外光谱专家和仪器供应商，共同编撰《近红外光谱在线仪器设备手册》，以便于用户选择适用的在线仪器设备和指导提出科学分析解决方案。

本手册面向从事近红外光谱工作的研发、生产、应用、管理的技术人员和大专院校专业师生，重点阐述了现代近红外光谱在线仪器的工作原理、结构特征、性能特点、使用维护要点，介绍了在石油化工、制药、食品等流程工业中近红外光谱检测技术应用成果案例，有益于业内人员学习掌握如何应用好在线近红外光谱仪器设备。

本手册分为 4 章：概论，标准解读，应用案例，在线仪器设备汇总。参与编写的作者和单位如下：第 1 章褚小立、陈斌、杨越；第 2 章冯艳春、马雁军、李连、宋春风、杨增玲、许育鹏、臧恒昌、吴志生、王钧；第 3 章冯恩波、杜一平、陈瀑、韩逸陶、李连、刘冰、罗苏秦、娄杰、倪勇、彭彦昆、彭黔荣、石文杰、王东、王钧、王金凤、尹利辉、杨敏、夏攀登、熊雅婷、张良晓、臧恒昌、邹文博等；第 4 章包括 ABB、FOSS、台湾超微光学、北分瑞利、格致同德、伟创英图、滨松、布鲁克、点睛数据、国家农业信息中心、谱育科技、弗莱德、晶格码、九光科技、巨哥、万通、金璋隆祥、如海光电、赛默飞、威斯派克、迅杰光远、荧飒光学、中科航谱、珀金埃尔默、昊量光电等单位。本手册由中国仪器仪表学会组织编写、中国仪器仪表学会近红外光谱分会具体实施，中国仪器仪表学会科技服务团专家参与编写。感谢中国仪器仪表学会、天津大学精密工程与光电子工程学院徐可欣教授、山东省化学化工学会“科创中国”项目的资助，感谢近红外光谱技术服务平台的支持，感谢化学工业出版社各位编辑老师的工作。

鉴于我国近红外光谱在线分析技术的迅速发展，怎样做好行业技术创新、引领向前，还需要在实践中不断摸索、完善。由于编写时间有限，疏漏之处在所难免，恳请读者批评指正。相信本手册的出版将会为推进我国近红外光谱技术在线研究应用的深入发展，尽一份绵薄之力。

编者　　　

年 2 月 18 日

第1章  概论／ 001

1.1 在线近红外光谱分析技术概述 001

1.1.1 引言  001

1.1.2 在线近红外光谱分析技术 010

1.1.3 光纤及其附件 019

1.1.4 在线近红外光谱分析仪工程项目的实施与运行 023

1.1.5 分析仪的运行 027

1.2 在线近红外光谱仪器原理和技术特点 029

1.2.1 近红外光谱仪器的基本性能指标 030

1.2.2 几种在线近红外光谱仪器原理和技术特点  034

1.2.3 在线近红外光谱检测系统应考虑的问题  047

1.2.4 在线近红外光谱检测系统应用案例  048

1.3 近红外光谱分析中的化学计量学方法与进展  054

1.3.1 光谱预处理方法  054

1.3.2 变量选择算法 055

1.3.3 线性和非线性多元定量校正算法 056

1.3.4 模式识别方法 057

1.3.5 模型更新与模型传递算法 058

1.3.6 结语  059

参考文献 059

第2章  标准解读／ 063

2.1 国内外近红外光谱标准综述  063

2.1.1 国际及国外标准  063

2.1.2 中国标准 065

2.1.3 标准的发展 067

2.2 美国药典（USP）43 版近红外光谱技术章节解读 068

2.3  对欧洲药品管理局《制药工业近红外光谱分析技术使用指南》

 中数据采集的解读 072

2.3.1 样品制备 073

2.3.2 取样  074

2.3.3 数据预处理 074

2.3.4 分析参考方法 076

2.3.5 光谱库的建立 076

2.4 《 欧盟制药工业近红外光谱技术应用、申报和变更资料要求指南》的介绍  077

2.4.1 概述  078

2.4.2 范围  079

2.4.3 法律依据 079

2.4.4 一般要求 080

2.4.5 定性分析方法 087

2.4.6 定量分析方法 091

2.4.7 近红外光谱分析方法以及审批后要求 094

2.5  美国FDA《近红外光谱分析方法的开发与提交》工业指南解读 096

2.6 近红外光谱多元校正通用建模国家标准解读  099

2.6.1 标准制定背景 099

2.6.2 标准技术内容 099

2.6.3 标准特点  103

2.6.4 应用情况 104

2.7 近红外光谱相关的ASTM 标准解读 105

2.7.1 近红外光谱仪器性能评价相关的ASTM 标准规程 105

2.7.2 近红外光谱定性定量分析相关的ASTM 标准规程 106

2.7.3 在线近红外光谱相关的ASTM 标准规程和指南 110

参考文献 115

第3章  应用案例／ 122

3.1 分子光谱技术在化工领域中的应用现状及思考 122

3.1.1 概述  122

3.1.2 分子光谱技术在化工领域中的应用现状  123

3.1.3 分子光谱技术在化工领域中的发展趋势  127

3.2 近红外光谱在石油化工领域的应用 129

3.2.1 石化产业概述 129

3.2.2 近红外光谱在石油分析化学中的角色 130

3.2.3 化学计量学与石油分析 131

3.2.4 近红外光谱对原油及石油产品的分析应用  131

3.2.5 总结与展望 141

3.3 近红外光谱在成品油燃料快速检测中的应用  142

3.3.1 研制需求和目的  142

3.3.2 检测项目设计 142

3.3.3 检测仪器选型 144

3.3.4 规范快速检测工作流程 144

3.3.5 社会效益 146

3.4 近红外光谱在精细化工中的应用  147

3.4.1 在线近红外光谱分析技术 147

3.4.2 在线近红外光谱在精细化工中的应用 .150

3.4.3 近红外光谱技术在精细化工过程分析中的应用展望 154

3.5 近红外光谱在生物基新材料行业中的应用  155

3.5.1 生物基新材料及其特点 155

3.5.2 近红外光谱在生物基新材料分析中的应用  157

3.5.3 总结与展望 162

3.6 近红外光谱分析技术在其他化工领域中的应用 163

3.6.1 近红外光谱在化工分析化学中的角色 163

3.6.2 近红外光谱在化工行业中的应用分析 164

3.6.3 总结与展望 170

3.7 近红外光谱在地矿遥测中的应用  170

3.7.1 在地质矿产岩心编录中的应用  170

3.7.2 近红外光谱高光谱在遥感地质矿产调查中的应用  176

3.7.3 选矿物料中矿石、废料的在线识别  181

3.8 近红外光谱在线水果品质分选技术及应用 183

3.8.1 水果近红外光谱检测技术原理  183

3.8.2 水果近红外光谱检测关键技术  185

3.8.3 近红外在线水果品质分选装备应用案例  186

3.8.4 水果无损检测技术发展趋势  189

3.9  饲料行业近红外光谱分析数据准确性的把控与技术应用  189

3.10 近红外光谱在饲料企业中的应用实践  198

3.10.1 近红外光谱分析设备的选择  199

3.10.2 饲料行业近红外光谱分析可参考的标准  200

3.10.3 饲料及饲料原料近红外光谱建模关键控制点 200

3.10.4 近红外光谱预测能力准确度的评价 201

3.10.5 饲料行业的近红外光谱预测参数 202

3.10.6 近红外光谱网络化管理 203

3.10.7 在线近红外光谱在饲料行业中的应用展望  203

3.11 近红外光谱在食用禽畜产品检测中的应用 204

3.11.1 肉品检测 204

3.11.2 禽蛋检测 209

3.11.3 奶产品光谱检测 211

3.11.4 畜产品的近红外光谱检测应用案例 212

3.11.5 应用现状与分析 213

3.12 近红外光谱在粮食收储中的应用与发展趋势 214

3.12.1 “十四五”时期近红外光谱快检技术对粮食收储的支撑潜力214

3.12.2 近红外光谱快检技术在粮食质量分析中的应用 216

3.12.3 近红外光谱快检技术在粮食收储在线质量监控中的实际应用218

3.12.4 近红外光谱快检技术在粮食收储工作中的应用瓶颈及发展

 趋势 220

3.13 近红外光谱在油料油脂品质检测中的应用  223

3.13.1 基于近红外光谱的食用植物油多元掺伪鉴别  224

3.13.2 基于近红外光谱的油菜籽中脂肪酸的快速检测  228

3.13.3 在线近红外光谱技术在油料油脂质量检测中的应用  233

3.14 近红外光谱在面粉及方便食品加工中的应用 235

3.14.1 概述 235

3.14.2 方便面生产中的应用 236

3.14.3 面粉加工中的应用 239

3.14.4 应用管理和经济效益 241

3.14.5 应用需求 242

3.15 在线近红外光谱在植物提取生产过程中的应用  243

3.15.1 概述 243

3.15.2 近红外光谱在植物提取物生产过程中的发展 243

3.15.3 近红外光谱在植物提取生产中的应用实例  245

3.15.4 总结与展望 247

3.16 近红外光谱在白酒生产中的应用 249

3.16.1 概述 249

3.16.2 近红外光谱在酱香型白酒生产中的应用实例 251

3.16.3 近红外光谱在白酒行业中的应用展望 252

3.17 基于近红外光谱的白酒在线精准化摘酒技术 253

3.17.1 概述 253

3.17.2 基于近红外光谱的在线精准化摘酒技术应用研究 254

3.17.3 应用前景 259

3.18  过程分析技术在固体制剂连续制造中的质量控制策略与商业化

 实施 259

3.18.1 连续制造中的过程分析技术  262

3.18.2 固体制剂连续制造的PAT 实施概况 269

3.18.3 总结与展望  272

3.19 在线近红外光谱在中药生产过程中的应用  273

3.19.1 中药生产过程现状 273

3.19.2 近红外光谱在中药生产过程中的发展 273

3.19.3 近红外光谱在中药生产中的应用实例 275

3.19.4 经济效益 278

3.19.5 总结与展望 278

3.20  近红外光谱在药用原辅料和流化床制粒环节中的应用研究  279

3.20.1 概述 279

3.20.2 近红外光谱在药用原辅料快速检测中的应用 280

3.20.3 近红外光谱在流化床制粒过程中的应用  282

3.20.4 总结与展望 285

3.21 近红外光谱网络化应用与网络实验室的建设  285

3.21.1 光谱仪器管理的网络化 287

3.21.2 光谱数据管理的网络化 290

3.21.3 资源共享应用的网络化 295

3.21.4 近红外光谱网络实验室的建设 297

3.21.5 近红外光谱模型的在线与集成分析系统  304

3.21.6 近红外光谱网络化与近红外光谱大数据的发展和展望  310

3.22  近红外光谱分析在智能制造中的数字化应用和系统解决方案  312

3.22.1 近红外光谱在智能制造领域的应用现状  312

3.22.2 近红外光谱分析在智能制造领域的应用发展 313

3.22.3 近红外光谱分析在智能制造领域的系统解决方案 314

3.22.4 应用案例 317

3.22.5 近红外光谱分析在智能制造领域的应用展望 318

参考文献 319

第4章  商品化的仪器／ 328

4.1 ABB（中国）有限公司  328

4.2 福斯公司  334

4.3 台湾超微光学公司 339

4.4 北京北分瑞利分析仪器（集团）有限责任公司 341

4.5 北京格致同德科技有限公司  343

4.6 北京伟创英图科技有限公司  349

4.7 滨松光子学商贸（中国）有限公司  353

4.8 布鲁克（北京）科技有限公司  359

4.9 点睛数据科技（杭州）有限责任公司 364

4.10 国家农业信息化工程技术研究中心 368

4.11 杭州谱育科技发展有限公司  370

4.12 济南弗莱德科技有限公司  374

4.13 晶格码（青岛）智能科技有限公司 380

4.14 天津九光科技发展有限责任公司 387

4.15 上海巨哥科技股份有限公司 391

4.16 瑞士万通中国有限公司  394

4.17 山东金璋隆祥智能科技有限公司 398

4.18 上海如海光电科技有限公司  403

4.19 赛默飞世尔科技公司 404

4.20 四川威斯派克科技有限公司 410

4.21 无锡迅杰光远科技有限公司 416

4.22 荧飒光学公司 422

4.23 上海中科航谱光电技术有限公司 426