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HT100阿達(dá)瑪變換近紅外光譜儀

一、基本原理:

阿達(dá)瑪變換（Hadamard Transform，HT）是一種多通道光譜調(diào)制技術(shù)，具有多通道同時(shí)檢測(cè)能力和適用于數(shù)據(jù)處理等優(yōu)點(diǎn)。在常規(guī)測(cè)量中，檢測(cè)器在每一時(shí)間間隔里只檢測(cè)一個(gè)分辨單元的信號(hào)強(qiáng)度，而阿達(dá)瑪變換多通道檢測(cè)技術(shù)在同一時(shí)間里卻可以同時(shí)檢測(cè)多個(gè)分辨單元里組合信號(hào)的總強(qiáng)度。在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，經(jīng)阿達(dá)瑪變換后，信號(hào)的均方差可減小(n+1)2/4n倍，信噪比可提高(n+1)/2n1/2倍。我們這里取n=100時(shí)，信號(hào)的均方差可減小25.5倍，信噪比可提高5倍。

華夏科創(chuàng)的阿達(dá)瑪變換近紅外光譜儀采用的HT模板是由100個(gè)直線排列微鏡組成的數(shù)字微鏡陣列(DMA)，這種裝置的優(yōu)點(diǎn)在于：微鏡表面鍍的是高反射率的鋁，反射性能好；轉(zhuǎn)換速度快（＜20us）；所有部件集成在一塊電路板中，結(jié)構(gòu)緊湊；支持?jǐn)?shù)字信號(hào)輸入控制模式，無(wú)需調(diào)整光路，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)微鏡陣列組合的大小和規(guī)模隨編碼方式的不同而進(jìn)行改動(dòng)。

二、儀器應(yīng)用

近紅外譜區(qū)的信息主要是分子內(nèi)部原子間振動(dòng)的倍頻與合頻的信息，幾乎包括了有機(jī)物中所有含碳?xì)浠鶊F(tuán)的信息，信息量極為豐富，所以阿達(dá)瑪變換近紅外光譜儀產(chǎn)品可以廣泛用于很多領(lǐng)域：

石油化工可以進(jìn)行在線實(shí)時(shí)監(jiān)控，測(cè)量密度、餾程、化學(xué)組成，測(cè)量汽油、煤油、柴油、重柴油的化學(xué)和物理參數(shù)；

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，近紅外分析可用于與蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪、淀粉、水分以及其他營(yíng)養(yǎng)成分有關(guān)的分析，適合于對(duì)各種農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行品質(zhì)分析。其應(yīng)用范圍涵蓋了多種農(nóng)產(chǎn)品，農(nóng)作物有種子、水果、煙葉、茶葉等，加工產(chǎn)品有咖啡、 面粉、飼料等，其他的比如乳制品、肉類等；

煙草領(lǐng)域，可對(duì)煙葉粉末進(jìn)行測(cè)試，從而獲取其中尼古丁、總糖、還原糖、總氮、氯、鉀等成分的鑒定；

醫(yī)藥：實(shí)時(shí)在線對(duì)藥片的藥劑品種和性質(zhì)做出檢測(cè)；

另外，在食品/飲料、造紙、飼料、紡織等工業(yè)領(lǐng)域也能有很好的應(yīng)用價(jià)值。

三、技術(shù)參數(shù)

波長(zhǎng)范圍：930-1690nm；

（也可以定制更換檢測(cè)器將波長(zhǎng)擴(kuò)展到800-2500nm）

儀器光譜帶寬 7nm；

**波長(zhǎng)精度： ±0.6nm

雜散光 ： <0.01%

穩(wěn)定性： <0.05% (6 小時(shí))

A/D 轉(zhuǎn)換： 24 bit

波長(zhǎng)掃描方式： 電掃描（無(wú)運(yùn)動(dòng)部件）

樣品工作方式： 吸收（10mm比色池、光纖）、漫反射積分球

光譜掃描速度： 測(cè)量時(shí)間 <10 毫秒通道， <1 秒譜圖；

光譜采集數(shù)目： 100個(gè)波長(zhǎng)采集信號(hào)點(diǎn)

檢測(cè)器： InGaAs（可選其他檢測(cè)器擴(kuò)展波長(zhǎng)范圍）

工作溫度： －10°C ～ 75°C

儲(chǔ)存溫度： -40°C ～ 85°C

功耗 總功耗小于5W

重量： 約2 Kg

外型尺寸 250*150*90mm

四、主要特點(diǎn)

波長(zhǎng)范圍930-1690nm為長(zhǎng)波近紅外，光譜信息豐富；

儀器無(wú)可動(dòng)部件，可以作為車載或便攜式儀器使用；

用光纖檢測(cè)，使用方便；

儀器體積小、功耗底，可以采用筆記本電腦通過(guò)USB口供電

五、近紅外光譜儀器分光原理

近紅外光譜儀器根據(jù)分光原理可以分為二大類：一類是傳統(tǒng)光學(xué)分光技術(shù)；另一類是現(xiàn)代數(shù)字變換光譜技術(shù)。

傳統(tǒng)光學(xué)分光技術(shù)有：

----濾光片分光

----光柵分光

----二極管陣列檢測(cè)CCD-NIR

----聲光調(diào)諧AOTF-NIR

現(xiàn)代數(shù)字變換光譜技術(shù)有：

----傅立葉變換FT-NIR

----阿達(dá)瑪變換HT-NIR

阿達(dá)瑪變換光譜技術(shù)是新一代的現(xiàn)代數(shù)字變換光譜技術(shù)，具有傅立葉變換光譜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，如光通量大，所得光譜圖的信噪比高，采集光譜數(shù)據(jù)點(diǎn)多，所得樣品的光譜信息豐富，掃描速度快等。

由于實(shí)現(xiàn)阿達(dá)瑪變換光譜技術(shù)的儀器沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，儀器抗振性能好，實(shí)現(xiàn)阿達(dá)瑪變換光譜技術(shù)的微鏡表面鍍的是鋁材料，防潮性能好，避免了傅立葉變換光譜技術(shù)存在的不足。因此，阿達(dá)瑪變換光譜技術(shù)具有光通量大，所得光譜圖的信噪比高，采集光譜數(shù)據(jù)點(diǎn)多，所得樣品的光譜信息豐富，掃描速度快，儀器抗震、防潮性能好，儀器體積小等優(yōu)點(diǎn)，是理想的新一代近紅外光譜儀器。