基于遗传算法的近红外光谱定性分析特征波长提取方法研究

李浩光，于云华 ，逄 燕，沈学锋

1. 山东石油化工学院机械与控制工程学院，山东 东营 257061 2. 中国石油大学(华东)新能源学院，山东 东营 257061

引 言

近红外光谱仪制造是我国仪器制造业的短板，目前国产近红外光谱仪多应用于实验室场合[1-2]，体积大、 功耗高、 价格昂贵、 难以二次开发，极大地限制了近红外光谱分析技术的推广应用[3-4]。近红外光谱仪昂贵的价格及其较大体积制约了近红外光谱分析技术的大范围推广应用，究其原因还是近红外光谱仪本身价格昂贵且体积尚未做到便携化、 微型化。

MicroNIR-1700光谱仪是美国VIAVI公司生产的一种微型便携式光谱仪，该型光谱仪将近红外光源、 分光部件及近红外检测器集成于φ45×42 mm的体积之内，且内部不含移动部件，重量仅为60 g左右，是目前世界上体积最小的微型近红外光谱仪，该型光谱仪能实现微型化主要原因是使用了线性渐变滤光片技术及InGaAs探测器(128线元)，目前国内仪器厂商及科研院所研发或生产的相关产品尚不能达到该型光谱仪的技术性能； 同时VIAVI公司出于技术保护的目的，不对外出售相关元件，因此国内尚无厂家有能力生产或仿制类似性能的微型光谱仪。据光谱仪的工作原理可知，其价格高低及微型化难度与光谱仪所能检测波段以及分辨率密切相关，以线性渐变滤光片与InGaAs探测器为例，分辨率越高，检测的波长点越多，其价格越高，制造难度越大。若能够借鉴MicroNIR-1700光谱仪的微型化设计思路，并在其基础上设计只需要采集少量波长点吸光度的光谱仪，则分光部件与InGaAs探测器元件成本与制造难度可大幅降低，并进一步降低光谱仪整体造价。……