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摘要：近红外光谱分析技术是近年发展起来的新技术，它可在不破坏检测样品的情况下，几分钟内完成对检测样品的分析，国内外已经利用该技术进行了农副产品、矿产品等分析研究工作。目前已有不少有关应用近红外光谱技术对纺织纤维成分进行定量分析检测研究的报道。把测试探头放在纺织样品上一扫描，只需要几分钟，甚至几秒钟，就能检测出纺织品纤维成分百分率，大大缩短了检测周期，不需要化学试剂、不需破坏样品和不受人为因素影响，方便、快捷测出纺织品的纤维成分含量。
关键词：近红外光谱分析技术；纺织品成分检测；应用
1近红外光谱分析技术的内容
近红外光谱，英文名是Near Infrared Spectroscopy（NIRS），按美国材料检测协会的定义就是指波长在780纳米至2526纳米范围内的电磁波。近红外光谱分析技术是一种多元素结合的现代分析技术。该技术在近红外光谱分析仪器的基础上，结合化学计量学光谱软件，对被测物质的各种性质或浓度进行快速的定性或定量分析并建立相关的模型。将未知的被测样品的近红外光谱带入建立的标准模型进行形状和参数比较，快速计算出待测样品的各种数据信息。在建立标准模型以及通过模型测定未知样品过程中，主要用到偏最小二乘法、多元线性回归法、主成分分析法和人工神经网络等化学计量方法。如果一束近红外光照射纺织品时，纺织品中的某些成分就会吸收其中特定的光，改变分子的自身状态，然后就产生了近红外光谱。近红外光谱分析技术与传统的成分检测技术相比有很多优势，包括了：一是效率高、速度快；二是适用范围相当广，可以应用于各种形态的纺织品；三是不会对纺织品产生破坏，也不会造成环境污染；四是检测设备价格低廉，可以在线分析；五是设备操作简单，不需要具备非常强的专业知识。除了上述优点以外，它也有自身的缺点，主要包括了：一是由于自身固有的弱点，因此不适用于痕量分析；二是受测量范围约束，只适用于某些特定属性的检测；三是由于是间接测量，因此检测精度受限。综上所述，针对于纺织品成分检测，近红外光谱分析技术是最佳选择，它的精准、快速、低廉、环保值得在纺织品检测市场上大力推广。
2近红外线光谱分析技术的发展以及原理
2.1近红外线光谱分析技术的发展
近红外线为介于紫外—可见光以及中红外光当中的电磁波，波长的具体范围为780～2526nm。主要是分子在经过振动之后产生的非谐振性，可使分子发生振动，并从见基态向高能跃迁时产生见，这样便反映出含氢基团X-H振动的实际倍频以及合频吸收。不同的亚甲基以及甲基基团，或者相同的基团所处的化学环境不同，其近红外吸收波长和具体的强度都是不同的，近红外光谱的结构组成信息会更加丰富，所以在石化产品以及药品中有着非常广泛的应用。
在20世纪70年代，近红外光谱区域被视为光谱当中的垃圾箱，在与中红外光谱进行比对之后便会发现，近红外光谱见的锐锋以及基线分离的锋比较少，很多都是重叠的宽谱带，没有相应的指纹性。其中，倍频以及合频吸收会非常容易受到氢键和温度的影响，所以不能使用传统的红外光谱学方式鉴定分子结构。从定量分析角度进行分析，因为近红外线谱带之间存在重叠干扰的情况，在单波长的朗白基础之上，比热定律的工作曲线并不是非常的理想。
近红外光谱存在的明显特征还包括吸收的强度比较弱，在与中红外光谱进行比较和分析之后发现，产生近红外光谱见的几率会低出2个左右的数量级，这便要求设备仪器有非常高的信噪比。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为这些原因对该项基础产生了非常严重的影响，一直到20世纪80年代，因为化学计量学以及光纤的发现，加之计算机技术以及检测设备的普及应用，近红外线光谱慢慢的得到了发展，被确立为独立的分析技术。因为现代化计量学的发展，近红外线光谱不但可以实施定量分析工作，还能应用在定性分析当中。当前，在工农业的生产质量监控中发挥出了巨大的价值作用，是非常有效的一种分析手段。
2.2近红外光谱分析技术的原理
近红外光谱是因为分子在振动作用下产生的非谐振性，这样分子振动便从基态的跃迁转为了高能级的跃迁。在红外线光谱的范围当中，主要的探究对象为含氢基团振动的倍频以及合频的吸收，不同的分子有着不同的表征，其结构特征的振动频率也有所不同。对应的特有的红外吸光谱，为分析红外光谱定性的物理基础，其中对近红外光谱进行分析的方法，需要满足三个关键的要素：测定样品的吸收以及漫反射光谱图使用的硬件设施和技术，要保障稳定性；应用多元校正方式的软件技术，对结果进行计算；对模型进行合理的校正。
3近红外光谱分析技术在纺织品定性分析中的应用
纺织品定性检测是纺织品质量检测中非常重要的检测项目，也是成分检测的基础。近红外光谱作为定性检测的新型技术，具有快速、准确、对样品不破坏等特点，越来越被各个检测机构所应用。近红外光谱区的波长范围为750～2500nm，有机物的近红外光谱不仅包括分子的结构、组成、状态等信息，还反映了样品的密度、粒度，以及高分子的聚合度和纤维的直径等物理状态信息。因此，通过扫描已知样品成分获得各种成分的标准近红外光谱图，比对已知样品标准光谱图，便可获得未知样品的成分。近红外光谱定性分析就是采用样品光谱与标准光谱比较，获得样品的具体成分，因此，建立可靠的标准光谱图是定性分析的重要前提。所以，建立标准光谱图必须对实验中每个样品扫描数十次以上，取同类样品的平均光谱作为该类样品的标准光谱。2009年，柴金朝利用近红外光谱分析技术对75个纯棉、纯涤、棉/涤、棉/氨样品进行定性聚类分析，采取主成分分析法提取特征光谱，利用马氏距离对样品进行聚类分析，取得了很好的归类效果，验证了近红外光谱法应用于纺织品定性分析的可行性。同年，王丹红采用判别分析、主成分分析和Mahalanobis距离对Tencel、棉、粘胶、铜氨等纤维进行快速鉴别，分析结果表明该方法为Tencel、棉、粘胶、铜氨进行归类提供了一种可靠、简便的手段，盲样检测的准确率可达97%。2010年，用5批羊毛羊绒共30个样品采用定性方法进行了建模，并采用模型对原样品进行了验证，验证结果良好。2016年，付建华分析了892个样品，包括涤、麻、棉、丝、羊毛、涤棉和涤毛等，开展了短波中波近红外光谱分析技术在纺织品成分检测中的应用，研究分析了同Savitzky-GolaySG滑方式对模型效果的影响，提出了wald-wolfowitz法对校集和预测集样品的光谱和理化值进行检验，建立了基于中波近红外光谱的纺织品成分鉴别和含量检测模型，提出了稀疏分析SPCA方法，克服了样品颜色对模型的影响，建立了基于短波近红外光谱的纺织品成分鉴别模型。大量的研究成果表明，利用近红外光谱检测技术对纺织品实现快速无破环性鉴别是可行的。
4结束语
总之，为加快检测出近红外光谱分析技术在检测纺织品成分的效率好坏与否，对近红外光谱分析技术的具体内容和近况进行了了解，分析了近红外光谱分析技术在纺织品定性分析和定量分析中的运用，较好地展现了近红外光谱分析技术的分析过程与应用。该技术在质量与效率方面都是具有较好的效果，在一定程度上为人民的生活提供了质量保障，同时也推进了我国纺织业的发展。
参考文献：
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论文作者:郝凤平,张玲
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/30
标签：光谱论文; 光谱分析论文; 样品论文; 纺织品论文; 成分论文; 技术论文; 定性分析论文; 《防护工程》2019年第4期论文;