北京工商大学计算机与信息工程学院在2004年建立了“光谱技术与品质检测研究室”。该研究室配备了VERTEX 70傅里叶红外光谱仪、DXR光聚焦显微拉曼光谱仪、紫外分光光度计、卓立汉光近红外光谱系统以及一系列制样设备，组成了多光谱信息融合食品无损检测技术创新平台，为基于多光谱的农产品及食品无损检测技术平台的建设提供了良好的硬件基础。

1.VERTEX70傅里叶红外光谱仪

VERTEX 70傅里叶红外光谱仪是Bruker公司于2004年推出的全数字化红外光谱仪，如图2-10所示。该仪器采用多项先进技术，使得Bruker公司的红外光谱仪性能更优异，使用更方便。

图2-10 VERTEX 70傅里叶红外光谱仪

VERTEX 70傅里叶红外光谱仪是世界上第一台全数字化的红外光谱仪，主机内置HTML服务器通过网卡与计算机进行数据通信。同时EQUINOXTM专利技术使光谱仪器“平台化”、“积木化”的理想变为现实；它第一次为广大FT-IR用户提供了多种选择，即在同一光学平台上实现：从常规压片到所有的联机试验、从实验室分析到高级研究、从普通应用到特殊领域的专门应用。

该仪器采用的新技术如下：

1）RockSolid干涉仪，Bruker公司的专利技术；

2）DigiTect技术，检测器为数字检测器，Bruker公司的专利技术；

3）BRAIN技术，Bruker公司的人工智能网络技术，随时反馈仪器的状态；

4）AAR技术，附件的自动识别技术；

5）ACR技术，光学组件的自动识别，并将参数反馈到OPUS红外光谱软件中。

另外，由于Bruker的全新的数字化设计，用户还能对仪器进行Validation（校验）测试，保证测试数据的准确可靠。同时具有以下特点：

（1）创新的全数字化设计

全新的数字化检测器系统：专利技术DigiTect^TM，将检测元件、信号放大器与24位的模-数转换器集成在一起，直接输出数字信号（模拟信号在传输过程中衰减较大且易受到干扰，而数字信号则可完全避免），进一步降低了电子噪声。24bit模-数转换器则将系统的弱信号检测能力提高了一个数量级。全新的快速傅里叶变换系统：Bruker公司独家技术——硬件全集成傅里叶变换（具有单独的CPU、内存等）独立地进行快速采样及傅里叶变换，不占用任何系统资源。因此运算速度快、实时响应好，干涉仪每次扫描，均可实时得到一张光谱图；红外主机与计算机间的数据通信量大大减低，使采用更加灵活方便的通信方式（如网络连接）成为可能。

全新的实时在线监控：主机所有硬件、工作状态、性能指标，测量附件的识别、工作状态、测量参数的设定。

（2）高灵敏度和信噪比

采用24bit DigiTect^TM检测器系统和ROCKSOLIDTM干涉仪两项专利技术是优异灵敏度的保证。VERTEX 70傅里叶红外光谱仪信噪比优于50000∶1（仪器实际使用环境下测试，无吹扫；测试条件：P/P值，4cm^-1分辨率，1min背景/样品扫描，2200～2100cm^-1），几乎高出同类仪器一倍以上。

（3）高稳定性

VERTEX 70傅里叶红外光谱仪采用高抗振、高稳定的ROCKSOLIDTM专利干涉仪。该专利干涉仪来源于Bruker公司独家产品——高分辨（分辨率高达0.0035cm^-1）、车载型红外光谱仪，具有极好的稳定性和抗干扰性，即使在翻转的情况下仍能正常工作，并且维护、维修十分容易。

（4）超强的仪器扩展能力

采用EQUINOXTM专利技术（等效的出/入射光光路接口），VERTEX 70傅里叶红外光谱仪共计有2个等效的入光口、5个等效的出光口。保证了仪器的联机扩展可以随意组合，互相不受影响，达到最佳的联机效果。例如可在VERTEX 70傅里叶红外光谱仪的右面连接FT-拉曼，左边连接红外振动园二色（PMA37），前面连接显微镜或近红外探针以及Bolom- eter检测器等；而且这些连接之间的转换完全由计算机自动控制。测量谱区扩展：10～30000cm^-1，真正覆盖全部红外谱区。

（5）独具特色的网络化设计

VERTEX 70傅里叶红外光谱仪内置网络伺服板与计算机之间通过“网卡”连接，即插即用。红外主机，每台红外主机均具有IP地址，可以作为网络工作站实现远程操作、远程控制、远程诊断、资源共享。

（6）仪器密封、防潮性能好

采用上压式顶盖、凹槽、真空胶圈及卡口式螺钉密封，得到最好的密封效果（而采用海绵密封，会因长期使用导致海绵失效，造成密封效果降低，甚至没有密封效果）。光源腔、干涉仪腔、检测器腔互相独立密封，故在更换光源、分束器、检测器时不会破坏整体密封效果，能有效地保障分束器的干燥环境。电子式湿度指示使仪器的维护强度降到最低。

（7）高采样速率

Bruker公司独家采用硬件技术，独立地进行快速采样及傅里叶变换，不占用任何系统资源。因此运算速度快、实时响应好。干涉仪每次扫描，均可实时得到一张谱图。连续扫描的采样速率达到105s，步进扫描的时间分辨率可达5ns。

（8）步进扫描技术(www.daowen.com)

Bruker公司1988年发明的技术，目前已经日渐成熟。VERTEX 70傅里叶红外光谱仪无需对干涉仪及光路做任何升级或调整即可实现步进扫描技术，完成5ns分辨率的时间分辨测试、多层复合材料的纵深扫描、逐层剖析、二维相关等研究工作。能否运用此项技术标志着仪器档次的高低。

（9）高度智能化程度

1）智能化光学部件：全部光学部件（如激光器、光源、检测器、分束器等）均采用智能化预准直模块设计，自动识别、自动准直技术保证用户可自行更换，且无需进行光路调整。

2）全程智能化附件：红外应用附件自动识别、自动诊断、测量参数自动设定。

3）实时、在线监测、PerformanceGuard^TM专利技术，内置校准用标准物质，全自动工作，实时、在线监测、诊断光谱仪的每个部分，保证光谱仪的工作状态及各项性能指标。监测数据及诊断结果实时记录并可给出各种符合要求的报告。

4）智能化吹扫控制系统。

（10）人性化设计

1）仪器面板上有湿度报警、主机工作状态以及激光器工作状态指示灯，随时让用户了解仪器的工作状态。

2）打开仪器面板，设计有专门的储物空间，用于摆放各种制样工具，方便用户管理和使用。

3）各种光学器件（如光源、检测器等）均采用燕尾槽、榫式定位设计，更加安全、牢固，用户可以任意插拔和更换，完全不影响光路的准直性。

2.MPA多功能傅里叶变换近红外光谱仪

MPA多功能傅里叶变换近红外光谱仪是布鲁克光谱仪器公司集30年设计和生产FT-NIR光谱仪经验的结晶，如图2-11所示。该仪器具有强大的扩展灵活性和优越的性能，最大程度满足不同用户科研和生产的需求。由于其具有高性能附件和灵活性的操作性，成为实验室和过程分析开发各种方法不可缺少的强有力工具，该设备采用了多项先进技术：

1）采用三维立体角镜的RockSolid^TM永久准直干涉仪，Bruker公司的专利技术，光能利用率比45°角干涉仪提高41%；

2）DigiTECT技术，数字化检测器，Bruker公司的专利技术，提高了仪器的灵敏度；

3）操作维护简单，各种易耗部件均采用预准直设计；

4）强大的远程数据交换系统，可选择OPC、Modbus、Profibus、RS485、RS232、4～20mA等数据交换系统与工业控制系统或其他外围计算机进行数据交换；

5）实时诊断功能使计算机随时诊断仪器的状态，并自动显示仪器的各种故障。

图2-11 MPA多功能傅里叶变换近红外光谱仪

MPA多功能傅里叶变换近红外光谱仪具有以下技术特点：

1）数字化设计：光谱仪主机内置服务器，通过Ethernet网卡与计算机连接，光谱仪主机也可以作为网络终端进行网络控制。

2）扩展灵活性：能够根据用户需要同时或单独安装液体透射、固体光纤探头、液体光纤探头、固体漫反射积分球、固体透漫射主要近红外附件及配套的3个检测器，还可根据需要选择配备液体变温、固体自动进样器等附件。

3）固体光纤探头：可选BQC快速接口或SMA接口，由200束光纤组成的光纤束，100条出，100条进，极大地提高了光的传输性能。

4）镀金大积分球设计：10cm内径的镀金积分球，2cm的采样窗口，旋转台通过偏离中心点安装在积分球上，满足不同大小颗粒度不均匀样品分析，并可实现背景自动测试。

5）固体透漫射设计：采用低OH石英双聚焦透镜，在不提高光源功率的前提下，极大地提高了近红外光的穿透和检测能力，并且保证了光源的长寿命。

6）操作简单：中文操作软件在中文Windows操作系统下运行，图形化界面，简单易用。

7）模型传递：高分辨率，优异的灵敏度和波长准确度，轻松实现模型传递。