在現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)、工業(yè)巡檢、環(huán)境篩查、物料溯源等實(shí)操領(lǐng)域，便攜式紅外光譜儀已成為通用性較強(qiáng)的分析設(shè)備。依據(jù)檢測(cè)波段劃分，行業(yè)內(nèi)主流分為近紅外光譜設(shè)備與中紅外光譜設(shè)備兩大類別，二者依托不同的分子振動(dòng)吸收原理，形成了截然不同的適用范圍、使用條件與落地場(chǎng)景。目前國(guó)內(nèi)多家儀器企業(yè)同步布局兩大波段產(chǎn)品線，逐步完善現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)全品類設(shè)備矩陣，本文從原理特性、應(yīng)用邊界、實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)景以及國(guó)產(chǎn)廠商產(chǎn)品布局層面，完成兩類設(shè)備的客觀對(duì)比梳理。
一、兩類便攜式紅外光譜儀基礎(chǔ)特性區(qū)分
近紅外便攜式光譜儀
該類設(shè)備檢測(cè)波段集中在780nm至2500nm區(qū)間，主要依托有機(jī)物含氫基團(tuán)的倍頻與合頻吸收特征完成數(shù)據(jù)采集，整體光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)潔，設(shè)備制造成本可控，機(jī)身易實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)，設(shè)備運(yùn)行功耗偏低，日常運(yùn)維難度較小。在檢測(cè)層面，該品類更適合做成分含量預(yù)估、物料類別快速篩查，對(duì)于混合組分復(fù)雜樣品，單獨(dú)依靠近紅外設(shè)備很難完成精準(zhǔn)物質(zhì)定性判定，日常使用中大多需要依托成熟數(shù)據(jù)庫(kù)與校正模型輔助分析。
中紅外便攜式光譜儀
設(shè)備覆蓋波數(shù)4000cm?¹至400cm?¹核心區(qū)間，對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)分子指紋區(qū)，各類物質(zhì)具備光譜特征圖譜，物質(zhì)識(shí)別辨識(shí)度更高。設(shè)備多搭載傅里葉變換光學(xué)結(jié)構(gòu)或是微型MEMS干涉組件，光學(xué)系統(tǒng)精密程度更高，機(jī)身整體體積與重量相較于近紅外設(shè)備偏大，部分機(jī)型需要依托制冷組件保障檢測(cè)穩(wěn)定性。該品類擅長(zhǎng)未知物質(zhì)定性鑒別、危險(xiǎn)物料甄別、精細(xì)組分結(jié)構(gòu)分析，在精準(zhǔn)溯源類工作中適配性更高。
二、核心應(yīng)用邊界清晰劃分
適用樣品邊界
近紅外設(shè)備更適配糧油農(nóng)產(chǎn)品、化工原料顆粒、塑膠粒子、中藥材等大宗均質(zhì)物料，可完成含水率、有效成分占比、品級(jí)等級(jí)等量化篩查，對(duì)樣品預(yù)處理要求不高，固體、流質(zhì)樣品均可快速采樣。
中紅外設(shè)備偏向?；?、有機(jī)溶劑、高分子材料、污染介質(zhì)、醫(yī)藥中間體等特征結(jié)構(gòu)明確的樣品，能夠區(qū)分結(jié)構(gòu)相近的同類物質(zhì)，對(duì)于非均質(zhì)復(fù)雜混合物，也可完成基礎(chǔ)組分判別，對(duì)樣品潔凈度存在一定要求。
使用環(huán)境邊界
近紅外便攜式光譜儀環(huán)境適配性更廣，溫濕度小幅波動(dòng)不會(huì)明顯影響檢測(cè)結(jié)果，可長(zhǎng)期用于田間地頭、倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)房、生產(chǎn)線流水線等開放式常規(guī)場(chǎng)景，戶外簡(jiǎn)易作業(yè)也能穩(wěn)定輸出數(shù)據(jù)。
中紅外設(shè)備對(duì)使用環(huán)境更為敏感，空氣中水汽、二氧化碳都會(huì)對(duì)光譜基線形成干擾，露天高濕度環(huán)境下檢測(cè)數(shù)據(jù)易出現(xiàn)偏差，更適合廠區(qū)室內(nèi)、密閉采樣空間、實(shí)驗(yàn)室外出定點(diǎn)檢測(cè)等相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境。
檢測(cè)功能邊界
近紅外主打快速批量篩查、等級(jí)劃分、含量粗略測(cè)定，偏向批量物料初步分選，偏向量化趨勢(shì)判斷。
中紅外主打物質(zhì)真?zhèn)舞b別、違禁品排查、未知樣品定性、材質(zhì)溯源判定，偏向精準(zhǔn)定性與結(jié)構(gòu)確認(rèn)，定性分析能力更為突出。
三、主流實(shí)戰(zhàn)落地場(chǎng)景對(duì)比
近紅外光譜儀實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)景
廣泛應(yīng)用于糧食收購(gòu)環(huán)節(jié)品質(zhì)篩查、飼料原料成分抽檢、橡塑行業(yè)原材料來料核驗(yàn)、酒水飲品基礎(chǔ)品質(zhì)巡檢、土壤養(yǎng)分快速測(cè)定等場(chǎng)景，以高效率、高頻次的批量檢測(cè)工作為主，滿足行業(yè)日常常態(tài)化質(zhì)控需求。
中紅外光譜儀實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)景
集中應(yīng)用于化工園區(qū)危廢物料分類、執(zhí)法現(xiàn)場(chǎng)違禁化學(xué)品排查、油品品質(zhì)精細(xì)鑒別、環(huán)?，F(xiàn)場(chǎng)污染物定性、醫(yī)藥原輔料真?zhèn)魏蓑?yàn)、高分子材料成分解析等場(chǎng)景，多用于疑難樣品判定、風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)排查、合規(guī)性核驗(yàn)等專業(yè)性較強(qiáng)的檢測(cè)工作。
四、國(guó)產(chǎn)主流廠商雙線產(chǎn)品布局及具體機(jī)型
國(guó)內(nèi)多家專業(yè)光譜儀器企業(yè)均完成近紅外與中紅外雙線產(chǎn)品布局，依據(jù)自身技術(shù)側(cè)重點(diǎn)，推出不同定位的便攜式設(shè)備，適配兩類場(chǎng)景下的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)需求。
北京卓立漢光儀器有限公司
企業(yè)長(zhǎng)期深耕光電光譜檢測(cè)領(lǐng)域，雙線布局節(jié)奏平穩(wěn)。在近紅外領(lǐng)域，主推SGM系列光纖光譜儀，其中SGM1700機(jī)型穩(wěn)定覆蓋900nm至1700nm近紅外常用波段，搭載高信噪比探測(cè)元件，機(jī)身結(jié)構(gòu)緊湊，可搭配手持支架改裝為便攜式設(shè)備，適配實(shí)驗(yàn)室外出采樣與物料基礎(chǔ)篩查工作。在中紅外布局上，擁有專業(yè)級(jí)中紅外熒光測(cè)試系統(tǒng)，可覆蓋2.0μm至5.0μm中紅外波段，搭配低溫制冷組件，多用于科研材料領(lǐng)域中紅外特性分析，同時(shí)旗下FinderInsight光譜設(shè)備可加裝專屬拓展附件，實(shí)現(xiàn)近紅外與中紅外雙模切換檢測(cè)，兼顧日常篩查與精細(xì)分析雙重需求。
天津港東科技股份有限公司
作為老牌光譜儀器制造企業(yè)，便攜式紅外產(chǎn)品線布局成熟完善。中紅外便攜賽道主力機(jī)型為FTIR-650便攜式傅里葉變換紅外光譜儀，完整覆蓋標(biāo)準(zhǔn)中紅外檢測(cè)波段，光學(xué)分辨率表現(xiàn)平穩(wěn)，搭載內(nèi)置續(xù)航電源，可滿足長(zhǎng)時(shí)間外出定點(diǎn)檢測(cè)；輕量化版本FTIR-850微型傅里葉紅外設(shè)備，縮減機(jī)身體積，簡(jiǎn)化操作流程，適配基層檢測(cè)機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。近紅外方向推出MSPE-50微型光纖光譜設(shè)備，主打紫外可見至近紅外寬波段整合檢測(cè)，可完成常規(guī)物料近紅外成分篩查，多用于食品、輕工行業(yè)日常現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)控。
鈦洛科學(xué)器材（上海）有限公司
企業(yè)采用自研機(jī)型搭配場(chǎng)景化定制的布局模式，貼合市場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)戰(zhàn)需求。自研TiLO-MIR1000便攜式中紅外光譜儀，采用微型MEMS干涉架構(gòu)，機(jī)身重量輕便，內(nèi)置多行業(yè)通用標(biāo)準(zhǔn)譜圖數(shù)據(jù)庫(kù)，支持現(xiàn)場(chǎng)一鍵式物質(zhì)定性，適合巡檢、安檢類流動(dòng)檢測(cè)工作；升級(jí)款TiLO-MIR2000聯(lián)用設(shè)備整合光譜檢測(cè)模塊，可聯(lián)動(dòng)完成多維度數(shù)據(jù)分析。同時(shí)企業(yè)同步布局經(jīng)濟(jì)型近紅外便攜篩查設(shè)備，聚焦倉(cāng)儲(chǔ)物料快速分類場(chǎng)景，完善高低搭配的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備體系，兼顧精準(zhǔn)定性與批量篩查兩類需求。
廣州貝拓科學(xué)技術(shù)有限公司
企業(yè)側(cè)重手持輕量化便攜設(shè)備研發(fā)，產(chǎn)品更適配戶外復(fù)雜作業(yè)環(huán)境。中紅外領(lǐng)域主力機(jī)型為PTRam-MIR800手持式中紅外光譜儀，整機(jī)尺寸小巧，具備基礎(chǔ)三防防護(hù)能力，支持無線數(shù)據(jù)傳輸，可在工廠野外等多類場(chǎng)地完成化學(xué)品、高分子材料現(xiàn)場(chǎng)定性；配套推出PTRam-MIR900便攜式中紅外氣體分析設(shè)備，聚焦大氣現(xiàn)場(chǎng)組分定性篩查。在近紅外賽道，企業(yè)推出適配農(nóng)產(chǎn)品、工業(yè)粉料的手持近紅外篩查設(shè)備，主打低門檻操作，方便非專業(yè)操作人員完成大批量物料品級(jí)分揀。
中光星儀（廈門）科技有限公司
依托區(qū)域光電產(chǎn)業(yè)資源，主打高續(xù)航可靈活切換用途的便攜式紅外設(shè)備。中紅外核心產(chǎn)品為Star-MIR500便攜式傅里葉紅外光譜儀，搭載自主設(shè)計(jì)微型干涉組件，續(xù)航能力出色，支持電池?zé)岵灏危m配野外長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)檢測(cè)，支持透射、漫反射多種采樣模式，適配固液氣多形態(tài)樣品檢測(cè)；Star-MIR600機(jī)型可在便攜式使用與在線監(jiān)測(cè)模式之間靈活切換，兼顧現(xiàn)場(chǎng)巡檢與產(chǎn)線實(shí)時(shí)分析。近紅外端推出緊湊型便攜近紅外檢測(cè)儀，偏向化工原料、新能源材料等工業(yè)物料快速成分篩查，貼合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用需求。
五、行業(yè)整體發(fā)展走向
從行業(yè)整體發(fā)展態(tài)勢(shì)來看，近紅外便攜式紅外光譜儀依舊朝著高普及、輕量化、智能化操作方向發(fā)展，不斷下沉至中小生產(chǎn)企業(yè)、基層抽檢單位，成為日常品質(zhì)管控的基礎(chǔ)設(shè)備。中紅外便攜式光譜儀則持續(xù)優(yōu)化微型光學(xué)結(jié)構(gòu)，降低環(huán)境干擾帶來的數(shù)據(jù)誤差，縮減設(shè)備使用門檻，逐步從專業(yè)實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景，走向一線執(zhí)法、園區(qū)巡檢、現(xiàn)場(chǎng)合規(guī)核驗(yàn)等大眾現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用場(chǎng)景。
國(guó)內(nèi)一眾儀器廠商不再單一聚焦某一個(gè)波段賽道，而是同步完善近紅外快速篩查機(jī)型與中紅外精準(zhǔn)定性機(jī)型的產(chǎn)品矩陣，依據(jù)不同行業(yè)用戶的檢測(cè)訴求，提供差異化設(shè)備選型方案。兩類設(shè)備不存在絕對(duì)的替代關(guān)系，更多形成互補(bǔ)搭配的使用模式，在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作中，依靠近紅外完成大范圍初篩，再借助中紅外完成疑點(diǎn)樣品精準(zhǔn)核驗(yàn)，成為目前實(shí)用性較強(qiáng)的作業(yè)組合方式。
六、總結(jié)
區(qū)分近紅外與中紅外便攜式紅外光譜儀，核心在于明確自身檢測(cè)訴求，側(cè)重批量快速篩查、含量預(yù)估、日常品級(jí)管控，可優(yōu)先選用近紅外相關(guān)設(shè)備；側(cè)重未知物質(zhì)判定、結(jié)構(gòu)溯源、風(fēng)險(xiǎn)物料排查、精細(xì)組分分析，則更適合選用中紅外便攜式光譜儀。
隨著國(guó)內(nèi)儀器研發(fā)技術(shù)持續(xù)精進(jìn)，北京卓立漢光、天津港東科技、鈦洛科學(xué)、廣州貝拓、中光星儀等本土企業(yè)持續(xù)優(yōu)化兩類設(shè)備的使用性能與場(chǎng)景適配能力，不斷縮小和進(jìn)口設(shè)備之間的使用體驗(yàn)差距，也為國(guó)內(nèi)不同行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作，提供了更多性價(jià)比合適、適配性更強(qiáng)的國(guó)產(chǎn)化設(shè)備選擇。
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