HT100阿达玛变换近红外光谱仪
HT100阿达玛变换近红外光谱仪
一、基本原理:
阿达玛变换（Hadamard Transform，HT）是一种多通道光谱调制技术，具有多通道同时检测能力和适用于数据处理等优点。在常规测量中，HT100阿达玛变换近红外光谱仪在每一时间间隔里只检测一个分辨单元的信号强度，而阿达玛变换多通道检测技术在同一时间里却可以同时检测多个分辨单元里组合信号的总强度。在相同的实验条件下，经阿达玛变换后，信号的均方差可减小(n+1)2/4n倍，信噪比可提高(n+1)/2n1/2倍。我们这里取n=100时，信号的均方差可减小25.5倍，信噪比可提高5倍。
阿达玛变换近红外光谱仪采用的HT模板是由100个直线排列微镜组成的数字微镜阵列(DMA)，这种装置的优点在于：微镜表面镀的是高反射率的铝，反射性能好；转换速度快（＜20us）；所有部件集成在一块电路板中，结构紧凑；支持数字信号输入控制模式，无需调整光路，即可实现对微镜阵列组合的大小和规模随编码方式的不同而进行改动。
二、仪器应用
近红外谱区的信息主要是分子内部原子间振动的倍频与合频的信息，几乎包括了有机物中所有含碳氢基团的信息，信息量极为丰富，所以阿达玛变换近红外光谱仪产品可以广泛用于很多领域：
石油化工可以进行在线实时监控，测量密度、馏程、化学组成，测量汽油、煤油、柴油、重柴油的化学和物理参数；
在农业领域，近红外分析可用于与蛋白质、氨基酸、脂肪、淀粉、水分以及其他营养成分有关的分析，HT100阿达玛变换近红外光谱仪适合于对各种农产品进行品质分析。其应用范围涵盖了多种农产品，农作物有种子、水果、烟叶、茶叶等，加工产品有咖啡、面粉、饲料等，其他的比如乳制品、肉类等；
烟草领域，可对烟叶粉末进行测试，从而获取其中尼古丁、总糖、还原糖、总氮、氯、钾等成分的鉴定；
医药：实时在线对药片的药剂品种和性质做出检测；
三、技术参数
波长范围：930-1690nm；
（也可以定制更换检测器将波长扩展到800-2500nm）
仪器光谱带宽 7nm；
绝对波长精度： ±0.6nm
杂散光 ： <0.01%
稳定性： <0.05% (6 小时)
A/D 转换： 24 bit
波长扫描方式： 电扫描（无运动部件）
样品工作方式： 吸收（10mm比色池、光纤）、漫反射积分球
光谱扫描速度： 测量时间 <10 毫秒/通道, <1 秒/谱图；
光谱采集数目： 100个波长采集信号点
检测器： InGaAs（可选其他检测器扩展波长范围）
工作温度： －10°C ～ 75°C
储存温度： -40°C ～ 85°C
功耗 总功耗小于5W
重量： 约2 Kg
外型尺寸 250*150*90mm
四、主要特点
波长范围930-1690nm为长波近红外，光谱信息丰富；
HT100阿达玛变换近红外光谱仪无可动部件，可以作为车载或便携式仪器使用；
用光纤检测，使用方便；
仪器体积小、功耗底，可以采用笔记本电脑通过USB口供电
五、近红外光谱仪器分光原理
近红外光谱仪器根据分光原理可以分为二大类：一类是传统光学分光技术；另一类是现代数字变换光谱技术。
传统光学分光技术有：
----滤光片分光
----光栅分光
----二极管阵列检测CCD-NIR
----声光调谐AOTF-NIR
现代数字变换光谱技术有：
----傅立叶变换FT-NIR
----阿达玛变换HT-NIR
阿达玛变换光谱技术是新一代的现代数字变换光谱技术，具有傅立叶变换光谱技术的优点，如光通量大，所得光谱图的信噪比高，采集光谱数据点多，所得样品的光谱信息丰富，扫描速度快等。
由于实现阿达玛变换光谱技术的仪器没有运动部件，仪器抗振性能好，实现阿达玛变换光谱技术的微镜表面镀的是铝材料，防潮性能好，避免了傅立叶变换光谱技术存在的不足。因此，阿达玛变换光谱技术具有光通量大，所得光谱图的信噪比高，采集光谱数据点多，所得样品的光谱信息丰富，扫描速度快，仪器抗震、防潮性能好，HT100阿达玛变换近红外光谱仪体积小等优点，是理想的新一代近红外光谱仪器。
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应用领域
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分析对象
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分析指标
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石油炼制
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原油
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密度、实沸点蒸馏、浊点、油气比、油砂中沥青含量
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天然气
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烷类组成、水分、总热含量
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成品汽油
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辛烷值（RON、MON）、密度、芳烃、烯烃、苯含量、MTBE、乙醇含量
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催化裂化汽油
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辛烷值（RON、MON）、PIONA（直链烷烃、异构烷烃、芳烃、环烷烃和烯烃）、馏程
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重整汽油
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辛烷值（RON、MON）、芳烃碳数分布、馏程
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裂解汽油
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辛烷值（RON、MON）、二烯、二甲苯异构体含量
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石脑油
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PIONA、密度、分子量、馏程、乙烯的潜收率、结焦指数
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柴油
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十六烷值、密度、折光指数、凝点、闪点、馏程、芳烃组成（单环、双环、多环）
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航煤
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冰点、芳烃、馏程
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润滑油
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族组成、基础油粘度指数、粘度、添加剂
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重油
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API度、渣油中SARA族组成、沥青中蜡含量
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高分子
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原料
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纯度、水分、羟基含量等
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加工过程
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聚合度、动力学、热力学性质测定、添加剂含量
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产品
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共混、共聚物的组成、分子量、密度、熔融指数、等规度、残余单体、溶剂、添加剂含量、粒度分布、力学性能等
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制药
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原料
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原料药的主要活性成分、结晶状态、粒径、旋光性和密度、产地和品质分级
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加工过程
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混合均匀性、干燥过程水分、注射用产品灭菌、膜衣厚度、粒径、主要成分和中间产物浓度、溶出度、药物中微生物定性定量
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产品
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主要成分、硬度、包装材料的鉴定、稳定性、真伪鉴定
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其他
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纺织
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混纺织品中各成分含量、棉纤维中还原糖、纤维表面含油、纤维的染色性、棉织物丝光度、羊毛髓化度、棉织物整理剂、二醋酸纤维素醋化值
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造纸
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纸浆中木素含量、卡伯值、纸页水分、涂层含量
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烟草行业
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烟碱、总糖、还原糖、总钾、总氯、总钾、总氮、水分、蛋白质、PH等化学成分含量分析；测试多酚、烟叶陈化指标和焦油等质量分析；打叶复烤烟叶的质量监测；采购烟叶的质量检测跟踪、真假鉴别等
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生物化工
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生物发酵过程中乙醇、葡萄糖、乳糖、氨基酸、谷酰胺、乳酸盐和谷氨酸盐等含量、细胞密度、反应动力学跟踪、菌种鉴定
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环保
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石油、海洋、土壤、污染源鉴定、湖泊沉淀物有机物含量、废水
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