主题：【讨论】光栅技术会被傅里叶技术替代吗？

原文由 长江之子(zhxc74) 发表:
俺也说说，不对的随便砸！看这样是否回答了delingha的问题。

一、        究竟是光栅技术好还是傅立叶技术好。
这个问题学术界事实上早已有定论。那就是傅立叶技术在中红外领域在信噪比方面远好于光栅型仪器，但在近红外光谱区域光栅技术好于傅立叶技术。
其理论依据是傅立叶技术的信噪比受制于动镜移动的距离必须是波长的整数倍。在中红外光谱区域，波长较长，从2500nm到25000nm，动镜移动产生的机械框量误差对信噪比的影响较小，而光学通量大的优点导致傅立叶技术在中红外领域信噪比远好于光栅性仪器。从商业角度讲，各生产厂家在80年代末基本都淘汰了光栅技术。福斯公司生产的FT120型牛奶分析仪以及葡萄酒分析仪都采用了傅立叶技术而不是光栅技术。在近红外光谱区，波长缩短到800到2500nm，傅立叶技术动镜移动产生的机械框量误差对信噪比的影响随着波长缩短逐渐增加，到了饲料、谷物等分析天然产物至关重要的短波区，影响就很大了。这就是为什么福斯公司在近红外领域坚持采用光栅技术的原因。为什么近些年在国内形成了一种傅立叶技术更先进更好的气氛主要是缘于生产中红外仪器厂价商业宣传的误导。这些厂家宣传的傅立叶技术的所有优势都是基于在中红外领域，但是在宣传过程中混淆了中红外和近红外的区别。作为傅立叶近红外技术在药物、化工等领域分析窄带信息是有优势的，但对于分析光谱严重重叠，需要透射深度较深的天然产物样品，傅立叶技术是没有优势的。到了波长更短得紫外可见区，波长200到800nm就没有任何仪器制造商生产傅立叶仪器了。而福斯的XDS和DS2500波长可达400nm，可以很好地应用于饲料中添加的类胡萝卜素等带颜色的样品。

二、        PLS1型算法和PLS2型算法究竟哪个好。
尽管B公司的博士声称PLS1好于PLS2，但我首先谢谢她承认B公司采用的是PLS1。
    PLS1型算法在建模时，每次只能回归一种化学组分的含量和光谱间的关系，这种分析会导致不能校正不同化学组分之间对光谱造成的干扰。而且PLS1只是PLS2的一个子功能。您在用福斯的PLS2回归时，如果只选取其中一个化学组分进行回归，那效果就是PLS1的效果。但福斯提供的是PLS2型算法。PLS2在回归时可以矫正化学组分之间的干扰，因为不同的化学组分如蛋白质、脂肪对不同波长吸光度的贡献是不同的。PLS2可以在整个光谱区域能交叉校验得到各种化学组分在不同波长下对吸光度的贡献率，从而矫正不同化学组分间的干扰。这个技术也是福斯集几十年的天然产物分析经验的基础上开发的商业软件。而傅立叶近红外厂家为什么不提供这种技术，一是因为他们不具备分析天然产物的经验，而是傅立叶近红外主要用于化工和制药领域，这些样品组成比较简单，可通过正交设计配制一组样品进行定标。所谓正交设计就是让定标样品的成分含量之间的相关系数为0。而天然产物领域这是不可能实现的，蛋白质、脂肪、淀粉、氨基酸、纤维素等有机组分含量存在固有的相关性，是不可能通过认为配制来改变的。

需要再后续,嘿嘿

呵呵，有意思，我就喜欢这样的交流。

好，我们就来交流一下这个问题，这次先谈第一点：

“这个问题学术界事实上早已有定论。那就是傅立叶技术在中红外领域在信噪比方面远好于光栅型仪器，但在近红外光谱区域光栅技术好于傅立叶技术。”

这个问题的提法不是这样的，应该说学术界早有的定论是：傅立叶技术在分辨率方面无论是在中红外还是近红外光谱区都是明显优于光栅技术的。这在中红外领域明显有很高的价值，因为在中红外谱区是通过各官能团的特征吸收峰来判断样品的组成结构的，高分辨率就可以获得更准确地吸收峰。

那么在近红外谱曲呢？答案是这样的，当光谱仪以高分辨率进行对样品进行扫描的时候，噪声信号会放大。由于近红外光谱主要是有机官能团的组频、一倍频、二倍频和三倍频，信号强度明显弱于中红外的基频吸收强度，所以信噪比会下降！如此看来，在近红外谱区光栅型近红外分辨率低的缺点反倒不是问题了，所以这就是为什么在中红外领域光栅型已经被淘汰，而在近红外应用中光栅型仍然占有一席之地的原因了。

貌似这样看来在近红外应用中，确实如长江之子傅立叶型确实不如光栅型了？错！只怕这位网友压根就没有用过傅立叶近红外光谱仪吧？难道他不知道傅立叶近红外光谱仪的扫描分辨率是可调的吗？这里B家的用户应该都是知道的，在化工领域和在天然产物领域B家建议的扫描参数都是不同的，这个扫描参数就是结合实验获得的信噪比与扫描分辨率优化出来的。对技术原理如果没有搞明白就偏听偏信还是不行呀！

问题又来了，如果说在近红外谱区扫描高分辨率是不必要的，那B家还有什么道理说他们的傅立叶技术是领先于F家的光栅技术的呢？这个问题B家的解释是这样的，他们的仪器是通过高分辨率自动找到水蒸汽的吸收特征峰，这样就无需确保了仪器的光谱在X轴（波长）方向无漂移，所以模型可以直接转移，无需像F家那样要对仪器进行复杂的台间差矫正和单台仪器的频繁校准标定。这才是B家的优势，所以大家能够明白为什么大集团越来越偏爱B家了吧？

至于说为什么F家能够做FT中红外，却不做FT近红外，这就好比说为什么柯达以前只做胶片相机，而不做数码相机一样，其实大家都知道数码成像技术是柯达发明的专利技术，可是当这项技术出现后，柯达认为这会影响他在胶片市场的利润和地位，所以压着不用呀！结果佳能、尼康都在数码成像上面大力投入，等这个市场成熟后，柯达也转向做数码相机，可惜呀！技术发展了，柯达在数码成像上的技术就是吃老本，早就做不过日系厂商了，市场方面更是丢了个精光，怎么办？没办法！谁叫柯达自己保守呢？这种例子早就屡见不鲜了，智能手机的触摸操作系统诺基亚也早就掌握了，却被iphone打得没有还手之力。

最后，再说关于F家做到400nm到800nm波长这个问题，首先，一个问题，这是近红外谱区吗？不是，这是可见光。这部分谱区对于用户的应用有很大的实际意义吗？没有。那我们讨论它做什么？

今天就先说到这里吧！

有意思，学习中。。。能否将傅立叶的优势或光栅的优势说的更具体些

原文由 瑞士万通实验室(SH100311) 发表:
“长江之子”朋友什么时候继续下一章啊。
瑞士万通刚刚并购了FOSS美国近红外的子公司，进军光谱领域，在非农业领域以Metrohm-NIRSystem品牌销售Foss生产的近红外光谱仪。但是，我自己对这个技术不懂，看了大家的讨论，受益匪浅啊！

并非并购，是制药化工石化行业企业的全球代理。政府实验室和科研高校第三方检测公司，无论是否农业领域都是由FOSS自己做的。除了制药化工石化行业企业外的其他行业的企业也是FOSS自己做。

Metrohm的NIR仪器上有由FOSS设计的字样，型号只有XDS和DS2500两款。

FOSS美国的子公司NIRSystem公司应该已经没有生产环节了。所以仪器依然是由FOSS生产，manufactured by FOSS。

我帮你屡下思路吧：

Metrohm瑞士万通并购了FOSS美国的在线近红外生产工厂；

Metrohm-NIRSystems是万通近红外品牌，实验室型号有XDS系列（7款仪器）和DS 2500，在线以及旁线近红外有4款仪器。

Metrohm的近红外仪器，颜色标识都换成了万通的绿色，仪器上有Desigend by FOSS；因为FOSS瑞典的工厂为Metrohm和FOSS生产实验室用近红外仪器；原FOSS美国的在线近红外由Metrohm接管，同时为Metrohm和FOSS生产在线近红外仪器。

Metrohm在石油、化工、制药、聚合物、纺织、生物技术、化学、造纸等工业领域销售；FOSS专注于农业领域。

两家就是同样的设备，以不同的品牌，在不同的渠道销售，没有竞争，只有合作。！！！！

（声明下，我们不用马甲，也不是刻意的宣传，是为了帮助客户理清头绪。我们的官方语言是：

2013年，Metrohm收购Foss NIRSystems Inc.公司，以Metrohm-NIRSystems作为近红外产品品牌开始进军光谱领域，在工业领域开始与Foss公司进行全球战略合作。Metrohm-NIRSystems为客户提供实验室型、旁线以及在线近红外解决方案。 XDS系列近红外产品是新一代的光栅型扫描近红外分析仪，采用基于偏移技术数字全息光栅系统，其对应的NIIST可追溯的标准和方法保证了每台仪器的光度计，波长和带宽等重要技术参数的高度一致，保证了仪器之间定标模型无缝转移并且可实现网络控制操作。基于XDS近红外分析技术，Metrohm-NIRSystems开发了一系列新一代的过程分析仪，用于制药和化工领域的实时分析。样品无需破损、测试精确等优点都在加工过程、搅拌器、干燥器、反应器等不同阶段的检测中得到了体现。XDS近红外在线分析仪典型的应用案例包括炼油厂、石化企业、聚合过程、原料药的溶媒保护等的反应监测和终点判断，以及压缩聚合物薄膜或包衣的分析。

原文由 我不是专家(lijian1985515) 发表:

原文由 瑞士万通实验室(SH100311) 发表:
“长江之子”朋友什么时候继续下一章啊。
瑞士万通刚刚并购了FOSS美国近红外的子公司，进军光谱领域，在非农业领域以Metrohm-NIRSystem品牌销售Foss生产的近红外光谱仪。但是，我自己对这个技术不懂，看了大家的讨论，受益匪浅啊！

并非并购，是制药化工石化行业企业的全球代理。政府实验室和科研高校第三方检测公司，无论是否农业领域都是由FOSS自己做的。除了制药化工石化行业企业外的其他行业的企业也是FOSS自己做。

Metrohm的NIR仪器上有由FOSS设计的字样，型号只有XDS和DS2500两款。

FOSS美国的子公司NIRSystem公司应该已经没有生产环节了。所以仪器依然是由FOSS生产，manufactured by FOSS。

原文由 瑞士万通实验室(SH100311) 发表:
我帮你屡下思路吧：

Metrohm瑞士万通并购了FOSS美国的在线近红外生产工厂；

Metrohm-NIRSystems是万通近红外品牌，实验室型号有XDS系列（7款仪器）和DS 2500，在线以及旁线近红外有4款仪器。

Metrohm的近红外仪器，颜色标识都换成了万通的绿色，仪器上有Desigend by FOSS；因为FOSS瑞典的工厂为Metrohm和FOSS生产实验室用近红外仪器；原FOSS美国的在线近红外由Metrohm接管，同时为Metrohm和FOSS生产在线近红外仪器。

Metrohm在石油、化工、制药、聚合物、纺织、生物技术、化学、造纸等工业领域销售；FOSS专注于农业领域。

两家就是同样的设备，以不同的品牌，在不同的渠道销售，没有竞争，只有合作。！！！！

（声明下，我们不用马甲，也不是刻意的宣传，是为了帮助客户理清头绪。我们的官方语言是：

2013年，Metrohm收购Foss NIRSystems Inc.公司，以Metrohm-NIRSystems作为近红外产品品牌开始进军光谱领域，在工业领域开始与Foss公司进行全球战略合作。Metrohm-NIRSystems为客户提供实验室型、旁线以及在线近红外解决方案。 XDS系列近红外产品是新一代的光栅型扫描近红外分析仪，采用基于偏移技术数字全息光栅系统，其对应的NIIST可追溯的标准和方法保证了每台仪器的光度计，波长和带宽等重要技术参数的高度一致，保证了仪器之间定标模型无缝转移并且可实现网络控制操作。基于XDS近红外分析技术，Metrohm-NIRSystems开发了一系列新一代的过程分析仪，用于制药和化工领域的实时分析。样品无需破损、测试精确等优点都在加工过程、搅拌器、干燥器、反应器等不同阶段的检测中得到了体现。XDS近红外在线分析仪典型的应用案例包括炼油厂、石化企业、聚合过程、原料药的溶媒保护等的反应监测和终点判断，以及压缩聚合物薄膜或包衣的分析。

原文由 我不是专家(lijian1985515) 发表:

原文由 瑞士万通实验室(SH100311) 发表:
“长江之子”朋友什么时候继续下一章啊。
瑞士万通刚刚并购了FOSS美国近红外的子公司，进军光谱领域，在非农业领域以Metrohm-NIRSystem品牌销售Foss生产的近红外光谱仪。但是，我自己对这个技术不懂，看了大家的讨论，受益匪浅啊！

并非并购，是制药化工石化行业企业的全球代理。政府实验室和科研高校第三方检测公司，无论是否农业领域都是由FOSS自己做的。除了制药化工石化行业企业外的其他行业的企业也是FOSS自己做。

Metrohm的NIR仪器上有由FOSS设计的字样，型号只有XDS和DS2500两款。

FOSS美国的子公司NIRSystem公司应该已经没有生产环节了。所以仪器依然是由FOSS生产，manufactured by FOSS。

看来印证了我之前的估计，FOSS发现在化工制药方面缺乏经验与渠道，长期不能拓展开这个市场，所以就干脆甩掉这个包袱交给对这个领域更有经验的万通了，自己就专心做好食品农产品了。

这个帖子还可以继续讨论啊，几位老师讲的很精彩。

就是  期待大家得精彩回复！！

关于 “PLS1型算法和PLS2型算法究竟哪个好。”
  这两种算法是公开的，你可以在网上找到，如果想试验，你可以用R语言（没用过Unscrimbler ，估计也会有）试验一下。
  至于某些厂家为什么不用PLS2，估计不是不会，而是没需求。如果他的客户需要新的算法，你看他会不会开发。
  每种算法都有局限性，为什么会有那么多算法，说白了就是在找合适的主成分。现有的算法有时候并不能找到合适的主成分。

原文由 delingha(arvid_huang) 发表:

原文由 长江之子(zhxc74) 发表:
俺也说说，不对的随便砸！看这样是否回答了delingha的问题。

一、        究竟是光栅技术好还是傅立叶技术好。
这个问题学术界事实上早已有定论。那就是傅立叶技术在中红外领域在信噪比方面远好于光栅型仪器，但在近红外光谱区域光栅技术好于傅立叶技术。
其理论依据是傅立叶技术的信噪比受制于动镜移动的距离必须是波长的整数倍。在中红外光谱区域，波长较长，从2500nm到25000nm，动镜移动产生的机械框量误差对信噪比的影响较小，而光学通量大的优点导致傅立叶技术在中红外领域信噪比远好于光栅性仪器。从商业角度讲，各生产厂家在80年代末基本都淘汰了光栅技术。福斯公司生产的FT120型牛奶分析仪以及葡萄酒分析仪都采用了傅立叶技术而不是光栅技术。在近红外光谱区，波长缩短到800到2500nm，傅立叶技术动镜移动产生的机械框量误差对信噪比的影响随着波长缩短逐渐增加，到了饲料、谷物等分析天然产物至关重要的短波区，影响就很大了。这就是为什么福斯公司在近红外领域坚持采用光栅技术的原因。为什么近些年在国内形成了一种傅立叶技术更先进更好的气氛主要是缘于生产中红外仪器厂价商业宣传的误导。这些厂家宣传的傅立叶技术的所有优势都是基于在中红外领域，但是在宣传过程中混淆了中红外和近红外的区别。作为傅立叶近红外技术在药物、化工等领域分析窄带信息是有优势的，但对于分析光谱严重重叠，需要透射深度较深的天然产物样品，傅立叶技术是没有优势的。到了波长更短得紫外可见区，波长200到800nm就没有任何仪器制造商生产傅立叶仪器了。而福斯的XDS和DS2500波长可达400nm，可以很好地应用于饲料中添加的类胡萝卜素等带颜色的样品。

二、        PLS1型算法和PLS2型算法究竟哪个好。
尽管B公司的博士声称PLS1好于PLS2，但我首先谢谢她承认B公司采用的是PLS1。
    PLS1型算法在建模时，每次只能回归一种化学组分的含量和光谱间的关系，这种分析会导致不能校正不同化学组分之间对光谱造成的干扰。而且PLS1只是PLS2的一个子功能。您在用福斯的PLS2回归时，如果只选取其中一个化学组分进行回归，那效果就是PLS1的效果。但福斯提供的是PLS2型算法。PLS2在回归时可以矫正化学组分之间的干扰，因为不同的化学组分如蛋白质、脂肪对不同波长吸光度的贡献是不同的。PLS2可以在整个光谱区域能交叉校验得到各种化学组分在不同波长下对吸光度的贡献率，从而矫正不同化学组分间的干扰。这个技术也是福斯集几十年的天然产物分析经验的基础上开发的商业软件。而傅立叶近红外厂家为什么不提供这种技术，一是因为他们不具备分析天然产物的经验，而是傅立叶近红外主要用于化工和制药领域，这些样品组成比较简单，可通过正交设计配制一组样品进行定标。所谓正交设计就是让定标样品的成分含量之间的相关系数为0。而天然产物领域这是不可能实现的，蛋白质、脂肪、淀粉、氨基酸、纤维素等有机组分含量存在固有的相关性，是不可能通过认为配制来改变的。

需要再后续,嘿嘿

呵呵，有意思，我就喜欢这样的交流。

好，我们就来交流一下这个问题，这次先谈第一点：

“这个问题学术界事实上早已有定论。那就是傅立叶技术在中红外领域在信噪比方面远好于光栅型仪器，但在近红外光谱区域光栅技术好于傅立叶技术。”

这个问题的提法不是这样的，应该说学术界早有的定论是：傅立叶技术在分辨率方面无论是在中红外还是近红外光谱区都是明显优于光栅技术的。这在中红外领域明显有很高的价值，因为在中红外谱区是通过各官能团的特征吸收峰来判断样品的组成结构的，高分辨率就可以获得更准确地吸收峰。

那么在近红外谱曲呢？答案是这样的，当光谱仪以高分辨率进行对样品进行扫描的时候，噪声信号会放大。由于近红外光谱主要是有机官能团的组频、一倍频、二倍频和三倍频，信号强度明显弱于中红外的基频吸收强度，所以信噪比会下降！如此看来，在近红外谱区光栅型近红外分辨率低的缺点反倒不是问题了，所以这就是为什么在中红外领域光栅型已经被淘汰，而在近红外应用中光栅型仍然占有一席之地的原因了。

貌似这样看来在近红外应用中，确实如长江之子傅立叶型确实不如光栅型了？错！只怕这位网友压根就没有用过傅立叶近红外光谱仪吧？难道他不知道傅立叶近红外光谱仪的扫描分辨率是可调的吗？这里B家的用户应该都是知道的，在化工领域和在天然产物领域B家建议的扫描参数都是不同的，这个扫描参数就是结合实验获得的信噪比与扫描分辨率优化出来的。对技术原理如果没有搞明白就偏听偏信还是不行呀！

问题又来了，如果说在近红外谱区扫描高分辨率是不必要的，那B家还有什么道理说他们的傅立叶技术是领先于F家的光栅技术的呢？这个问题B家的解释是这样的，他们的仪器是通过高分辨率自动找到水蒸汽的吸收特征峰，这样就无需确保了仪器的光谱在X轴（波长）方向无漂移，所以模型可以直接转移，无需像F家那样要对仪器进行复杂的台间差矫正和单台仪器的频繁校准标定。这才是B家的优势，所以大家能够明白为什么大集团越来越偏爱B家了吧？

至于说为什么F家能够做FT中红外，却不做FT近红外，这就好比说为什么柯达以前只做胶片相机，而不做数码相机一样，其实大家都知道数码成像技术是柯达发明的专利技术，可是当这项技术出现后，柯达认为这会影响他在胶片市场的利润和地位，所以压着不用呀！结果佳能、尼康都在数码成像上面大力投入，等这个市场成熟后，柯达也转向做数码相机，可惜呀！技术发展了，柯达在数码成像上的技术就是吃老本，早就做不过日系厂商了，市场方面更是丢了个精光，怎么办？没办法！谁叫柯达自己保守呢？这种例子早就屡见不鲜了，智能手机的触摸操作系统诺基亚也早就掌握了，却被iphone打得没有还手之力。

最后，再说关于F家做到400nm到800nm波长这个问题，首先，一个问题，这是近红外谱区吗？不是，这是可见光。这部分谱区对于用户的应用有很大的实际意义吗？没有。那我们讨论它做什么？

今天就先说到这里吧！

怎么不说说，对环境的适应性呢？ NIR的最大优势是快速、过程控制把，一般的饲料、农产品行业的企业实验室可没有制药行业实验室条件那么高端哦。

然后再问下专家，先照样品再解析光的仪器（例如阵列）不符合朗伯定律，他们的基础是什么呢？一直没明白。

专家们不是说近红外的趋势是便携小型化和在线化吗？这两个点，FT怎么能替代光栅？