Antaris 近红外分析仪培训手册
目 录
第一章 近红外光谱技术简介......................................................................................................................1
第一节 NIR 光谱区域 .................................................................................................................................. 1
第二节 NIR 光谱的测定及 Antaris 采样技术 ............................................................................................ 3
第三节 NIR 分析方法 ............................................................................................................................... 11
一、定性分析 ............................................................................................................................................................... 11
二、定量分析 ............................................................................................................................................................... 13
第二章 TQ Analyst 光谱分析软件 ...........................................................................................................17
第一节 TQ Analyst 基本设置和常用功能介绍......................................................................................... 18
第二节 定量分析模型建立 ....................................................................................................................... 31
第三节 定性分析模型建立 ....................................................................................................................... 48
第三章
RESULT-Integration 工作流程（Workflow）设计软件 ........................................................61
第一节 Antaris 近红外分析仪硬件介绍 ................................................................................................... 61
第二节 RESULT Integration 软件基本功能介绍 ...................................................................................... 65
第三节 工作流程（Workflow）的建立 ................................................................................................... 72
第四节 Workflow 建立实例 ....................................................................................................................... 84
第四章
RESULT-Operation 操作软件.................................................................................................107
第一节 RESULT-Operation 软件基本功能简介 ..................................................................................... 107
第二节 将 Workflow 调入到 RESULT Operation 中 ............................................................................. 112
第三节 在 RESULT Operation 中运行 Workflow .................................................................................. 114
第四节 在 RESULT Operation 中采集标准样品（Standards）光谱 .................................................... 118
第五节 运行 Valpro 进行自动性能测试 ................................................................................................ 121
第六节 仪器操作日志查询（Logs 菜单） ............................................................................................ 122
第七节 仪器检查和维护（Maintenance 菜单）.................................................................................... 123
第八节 软件管理 ..................................................................................................................................... 125
附一：RESULT 3.0c 新增功能 ...............................................................................................................129
附二：相关化学计量学算法原理............................................................................................................137
附三：RESULT 软件安装时 Windows XP 所需的设置 .......................................................................142
1
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第一章 近红外光谱技术简介
近红外（Near Infrared，NIR）光谱技术是一种使用简单方便、分析快速、不破坏样
品的新型分析技术。它可以同时测定出样品中的多种化学成分和物理参数，分析结果可准
确逼近传统测定方法。NIR 分析技术基本不需要对样品进行化学处理，无需使用有机溶剂，
不会产生任何有毒废弃物，因此，它又被誉为是一种绿色分析技术。
NIR 分析方法最早于 20 世纪 60 年代中期被美国农业部（USDA）用于测定苹果等农
作物的内部品质。这种原始的 NIR 应用当时即可用来预测水果的成熟水平、糖含量，直
接测定其口味和质地。从那时开始，NIR 在农业和食品行业很快被作为一种流行的方法用
于各种样品的快速和非破坏性检测。
制药和化学工业成功应用 NIR 方法也已经有 10 多年的历史。最初阶段，NIR 主要被
用于原材料的鉴别。而最近几年，它已经逐渐被各行业用于产品生产过程的每一个环节，
对各种形式（固体、液体、浸膏、悬浊液、纸张等）的产品或中间品进行快速的质量分析
和控制。在原料进厂的检测程序中，样品在进厂前可用光纤快速的采集到其 NIR 光谱，
并通过软件的模式识别算法快速的对样品进行鉴别和确认。而对于在线检测或现场分析而
言，通过使用统计回归技术，NIR 光谱可以为化学生产过程、溶剂循环利用过程、混合和
提取过程的控制提供实时的化学信息。
目前，NIR 技术已经作为一种高效的分析工具，广泛应用于石油、化学、制药、农业、
食品等各个行业，有的甚至涉及到了生物医学工程领域，如测定皮肤脂肪含量、血糖含量
等。NIR 正成为这些行业有效的质量控制手段，发挥着着越来越重要的作用。
NIR 在工业生产过程每一个环节（从原料、生产过程到最终产品）的样品质量分析和
控制方面具有巨大的应用潜力。为了便于选用最佳的分析方案和开发稳健的分析模型，必
须考虑样品的光学性质、分析对象的灵敏度和选择性以及生产和控制的需求等因素。本手
册第一章为合理的利用 NIR 光谱技术，科学的建立 NIR 校正模型，总结一些基本原理和
方法上的规律。
第一节 NIR 光谱区域
在电磁波谱图上，NIR 光谱范围介于可见光与中红外光谱之间（780-2500nm 或
12820-4000 cm-1）。NIR 区域的主要光谱信息来源于-CH、-NH 和-OH 等含氢基团的倍频
与合频吸收（见图 1），这些基团的基频吸收出现在中红外区域。因此，绝大多数的化学
1
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和生物化学样品在 NIR 区域均有相应的吸收带，通过这些吸收信息即可以对样品进行定
性或定量分析。
图 1 主要的 NIR 吸收带和相关的吸收位置
物质在 NIR 区域的吸收强度比其在中红外区域的基频吸收弱 10-100 倍。吸收强度小
的特点使得 NIR 可用于直接分析强吸收的样品、对光线散射性极强的样品如匀浆、悬浮
液、糊状和粉末。NIR 吸收谱带相对较宽，而且重叠严重。在高波长（低波数）段的 NIR
吸收峰相对较强和尖锐，分辨能力也较好，而在高波数谱段，吸收峰更低，峰形更宽，如
图 2。
图 2 NIR（12, 000-4, 000 cm-1）漫反射光谱图
NIR 光谱中除了包含样品基质的化学组成信息外，还包含有样品的物理信息。如颗粒
2
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Log(1/R)
尺寸的不同会产生基线偏移；颗粒尺寸越粗糙，光线的穿透越深，吸收越强，如图 3。
1.4
d>560μm
1.2
280μm<d<560μm
150μm<d<280μm
1.0
d<150μm
0.8
0.6
0.4
9000
8000
7000
5000
6000
4000
Wavenumber, cm-1
图 3 不同颗粒尺寸黄连浸膏粉样品的近红外光谱图
在 NIR 光谱区域，光的散射效应和吸收强度随着波长而增加，而峰宽和穿透深度则
相反（图 4）。因此，最佳光谱范围的选择需要综合考虑 NIR 区域的光谱特性、采样技术
（实验室、在线或过程分析）、样品的物理性质和分析结果。例如，对于那些难以从样品
基质包含的各种组分中分辨出特征吸收带的组分的测定，或者含量较低的组分的测定，通
常需要使用到低波数（长波长）范围的光谱信息。
吸收强度
峰宽
光散射效应
光浸入深度
12, 000 cm-1
图4
4, 000 cm-1
NIR 光谱化学和物理特征，在建立理想的分析模型和进行光谱范围的选择时需要考虑这些因素
第二节 NIR 光谱的测定及 Antaris 采样技术
NIR 光谱的测定无需对样品进行稀释、无需特殊的短光程，也不会像传统的光谱分析
技术如中红外和紫外-可见光谱分析那样要用无吸收的基质对样品进行分散。NIR 光谱的
基本采集方式可以分为透射和反射模式。一般而言，透射（Log（1/T））方法用于透明样
品，漫反射方法（log（1/R））用于不透明或存在光散射样品如匀浆、悬浊液、糊状液和
3
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固体。
Antaris 近红外分析仪提供了四种采样模块以及各种灵活的附件，可以为各种类型和
各种状态的样品提供最适当的采样方式，分别是透射分析模块（Transmission Analyzer）、
积分球固体采样模块（Integrating Sphere Module）、片剂分析模块（Tablet Analyzer）和光
纤分析模块（Fiber Optic Module），如下图所示。
1．透射分析模块
液体样品近红外透射光谱的测定和其它的光谱分析方法类似，可在不同光程的石英或
蓝宝石比色池里进行。因 NIR 光谱吸收主要来源于 C-H、N-H 与 O-H 等基团振动，故最
理想的样品溶剂是不含上述三种基团的媒质，如 CCl4 与 CS2 等，这样可充分消除背景吸
收。但对有些对象如中药体系，要找到有较好溶解能力又不带有这三种基团的溶剂较难。
Antaris 透射分析模块的示意图如下图。
透射分析模块示意图
4
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液体样品管
方形样品池
液体样品支架（三位样品穿梭器）
Antaris 液体样品池支架上设有三个光路位置，其中中间一个通路是为以空气作背景时预留的背景
光路。前后各有一个位置可分别用于放置样品或参比，其上还设有可拆卸的光阑（Aperture）
。光阑的
作用是可以限制光束的大小在 7mm 至 4mm 之间，也就是它能确保所有的光束均穿过样品，见下图。
在使用圆形的样品管进行液体样品分析时，由于光束的直径大于样品管的直径，通常需要使用光阑以
限制光束大小。而在用方形样品池进行分析时，则可根据实验需要确定是否需要使用光阑。
无光阑
有光阑
有些特殊样品需要在较高的温度下才能保持某种状态，以便测定其光谱，此时，可以使用 Antaris
的加热样品支架以及其加热器。其示意图如下：
加热样品支架
加热器
另外，Antaris 透射分析模块除了可以进行液体样品的分析外，还可用于分析光透过性固体、薄膜、
纸张、粘附液等形态的样品，其装置如下：
5
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Antaris 卡片式样品支架
薄膜、纸张等状态样品采样时用于固定样品的卡片附件
卡片上涂有不干胶，可以将其上的粘贴纸除去，将薄膜状样品贴于其上。借此可以更为精确的采集到
样品的 NIR 光谱
2．积分球固体采样模块
近红外漫反射光谱分析在近红外光谱分析中占有非常重要的地位。漫反射光谱与常规
反射光谱存在根本区别在于后者的光线不与样品内部发生作用，故不带有分析样品的组成
信息。漫反射光是光源出来的光线进入样品内部，经过多次反射、折射、衍射及吸收后返
回样品表面的光，因此，漫反射光是分析光与样品内部分子发生作用的光，负载了样品的
结构和组成信息。下图为近红外光与样品作用示意图。
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
近红外光与固体样品作用示意图
（a）－全反射；
（b）－漫反射；
（c）－吸收；
（d）－透射；（e）－折射；（f）－散射
6
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Antaris 积分球采样模块示意图：
Antaris 积分球采样模块示意图
Antaris 积分球采样原理示意图
采样附件和采样方法：
固体样品光谱采集：直接置于积分球样品窗口上
带弹簧盖的粉末样品杯装样方法
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粉末样品光谱采集方式（无样品杯旋转）
样品杯旋转器
圆形药片固定装置
药片光谱采集方式
特殊形状片剂光谱采集方式
3．片剂分析模块
有些片状固体样品，如药片和胶囊，其 NIR 光谱的采集除了使用漫反射方式外，还
可以使用透射方式。对于那些经过包衣的药片、胶囊和表面有涂膜的样品，需要对其内部
成分进行分析时，其透射光谱能够富含更多更完整的样品信息，进而能够得到更为准确的
分析结果。
片剂 NIR 透射光谱采集原理示意图如下：
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片剂、胶囊 NIR 透射光谱采集原理示意图
Antaris 片剂分析模块见下图：
Antaris 片剂分析模块
光谱采集方法示意图
4．光纤分析模块
能够使用光纤进行远程样品分析，使得样品分析方式更为灵活，是近红外技术的特点
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之一。近红外光纤分析方法可以采用漫反射方式，也可以是透射方式。标准的 Antaris 光
纤分析模块配有 SabIR 漫反射光纤探头，其使用示意图如下：
Antaris 近红外分析仪光纤接口
Antaris 光纤采样模块
SabIR 漫反射光纤结构示意图
SabIR 光纤光路示意图
使用 SabIR 光纤采集固体和粉末样品
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SabIR 漫反射光纤支架套及内置参考背景材料
使用透反射附件与 SabIR 光纤一起进行液体样品分析
第三节 NIR 分析方法
无论透射还是漫反射方式采集到的 NIR 光谱，均很难从中鉴别出与某种化学成分相
关的特征光谱。为了改善光谱特征和补偿基线偏移，在 NIR 光谱学中，经常要用到数学
方法对光谱进行预处理。求导处理是最为常用和有效的一种方法，通过对光谱进行一阶导
数或二阶导数处理，可以有效扣除本底吸收，消除基线偏移和漂移，分离重叠光谱。
一、定性分析
NIR 光谱定性分析是用 NIR 光谱库和模式识别技术来回答：
-“当前的样品与标准样品是否一样？相似或接近程度为多少？”
-“产品或原料是否合格？”
-“所测定的样品属于哪一类”
-“所测的样品与库中的哪一个样品最接近？相似程度为多少？”
之类的问题。使用模式识别算法，可以通过比较未知样品的光谱与光谱库中的光谱，
以检验该样品与标准样品是否一致，或者是否在可接受的范围之内。
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基本原理和方法
几个基本概念：

鉴别（Identify）：将未知样品的 NIR 光谱与光谱库中的光谱进行比较，测定差异，检
验样品与光谱库中样品是否一致。

分类（Classify）：光谱库由不同类的标准样品的光谱组成。将未知样品的 NIR 光谱与
光谱库中的光谱进行比较，检验未知样品属于其中的哪一类，所用到的方法通常是判
别分析，其中涉及到了主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）和马氏距离
等算法。

光谱库（Library）：光谱库是由若干批标准样品的光谱组成。通常，一个可以被认可
的光谱库需要包含多个批次的多个样品的光谱，每一类至少来源于三个批次。这样，
一个光谱库至少需要包含 12 张标准光谱（2 光谱/样品，2 样品/批，3 批/类样品）。
例如，要鉴别某一个原料样品是否与标准样品一致，可以先测定该样品的 NIR 光谱，并将其
与光谱库中的 NIR 光谱进行比较，求取相关性匹配值或者差异值。相关性匹配值越大，说明未知
样品与标准样品越相似，相反，差异值越小，则说明未知样品与标准样品越相似。另一种更为严
格的方法是，将未知样品的 NIR 光谱与 NIR 光谱库中的一组标准样品光谱进行比较，并参考这一
组标准样品光谱之间的差异和在各个波数位置的方差分布。在这种方法中，应用到了马氏距离或
残差算法。在 NIR 定性方法中，通常用较宽的光谱范围，以确保模型对各种可能的污染或干扰足
够敏感。
定性分析模型的验证（Validation）：
NIR 定性分析方法的验证既要使用正面的（Positive）也要使用反面的（Negative）控
制样品。所谓正面的样品是指与标准样品一致或接近的样品，它用来验证 NIR 定性
分析方法能否对合格的样品做出正确的分析结果，以确保 NIR 定性模型不会将合格
的样品判为不合格。所谓反面的样品是指被污染、变质或损坏了的样品，它用来验证
NIR 定性分析方法能否将不合格的样品鉴别出来，以确保不合格的样品能够被加上不
合格或者不被接受的标志。
导致定性分析模型质量难以满足要求的主要因素：
a) 标准样品的自身类型设定错误；
b) 光谱范围和数据预处理方法不恰当；
c) 建模用标准样品数量太少、或分布不均匀，所包含的信息不够充分；
d) 各类之间太过相似；
e) 在光谱采集过程中产生了误差或错误；
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f)
样品中包含有其它组分或样品被其它物质所污染；
二、定量分析
由于样品基质和其它化学成分的干扰，我们几乎不可能直接从一张 NIR 光谱图中找
到某种化学成分的特征吸收带。因此，传统的光谱分析理论如朗伯-比尔定律无法直接用
于 NIR 光谱定量分析中。所以，在 NIR 光谱定量分析中，需要预先使用参考化学方法测
定出样品的组成，再在样品的 NIR 光谱信息与其化学组成之间建立经验性的数学关系。
校正（Calibration）：
1．为了确保得到代表性的定量结果，必须收集具有代表性的标准样品（其组成及其变化
范围接近于要分析的样品），然后采集样品的光谱数据，以组成校正样品集。值得注
意的是，校正集样品的组成非常重要，必须结合实际情况，其化学和物理性质范围必
须涵盖待测样品的所有可能范围，并要求分布尽可能均匀，避免共线性现象。一般情
况下，实际工作中遇到的样品的总是呈现“正态”分布，但是，在建立 NIR 定量分析模
Number of Samples
型时，需要尽可能避免这种现象，如下图。
实际样品分布
理想的校正集样品分布
歧异样品
Analyte Level
一般而言，对于一个单组分系统，校正集至少由 20 个样品组成。
2．利用标准的化学方法（参考方法）对样品性质进行测定。参考方法测定结果的准确性
直接影响校正模型的可靠性。
3．定量分析模型的建立。NIR 光谱定量分析模型的建立属于化学计量学的范畴。在 NIR
光谱定量分析中，最常使用的多元校正算法有多元线性回归（Multi Linear Regression,
MLR）、逐步多元线性回归（Step-wise Multi Linear Rgression, SMLR）主成分回归
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（Principal Component Regression, PCR）、偏最小二乘回归（Partial Least Squares, PLS）
等，这些算法的特点分别列于下表中，其原理请参见相关的书籍。早期的 NIR 光谱定
量研究较常使用 MLR 方法，因当时的光谱仪是采用滤光片分光，波长数相对较少。
当新一代 NIR 光谱仪可在 NIR 全部波段采集光谱后，PCR 与 PLS 法较 MLR 法获得
更广泛的应用。
NIR光谱定量分析中常用的多元校正方法比较
方法
多元线性回
优点
缺点
适用对象
计算简单、物理意义明确、易于
对参加关联的变量（如
波长点较少的
理解
波长通道）数目有限制； 简单线性对象，
归（MLR）
会出现共线性问题
化学组成较简
单的样品体系
逐步多元线
性回归
与MLR相比，回归之前可以对自
对NIR光谱分析来说，
变量进行筛选
筛选自变量的工作是巨
大的；仍无法解决共线
（SMLR）
主成分回归
（PCR）
简单线性对象
性问题
致力于提取数据群体中的特征
计算速度比MLR慢；对
可用于组成较
信息，辩识影响系统的主要因
模型的理解没有MLR
复杂的样品体
素，对众多变量作综合简化，从
直观；不能保证参与回
系
而在力保有用信息损失最小的
归的主成分一定与样品
前提下，实现高维数据集合的降
性质相关
维；可解决线性回归分析中经常
会遇到的共线性问题和变量数
限制问题；可对由于光散射和其
它组分带来的干扰做出补偿
偏最小二乘
回归（PLS）
可以使用全谱或部分谱数据；数
模型质量容易受到奇异
可用于组成复
据矩阵分解和回归交互结合，得
点的影响；模型建立过
杂的样品体系
到的特征向量直接与样品性质
程较复杂，较抽象，较
目前PLS应用
相关；模型更为稳健；可对由于
难理解
范围最广
光散射和其它组分带来的干扰
做出补偿；可以适用于复杂的分
析体系
定量分析模型建立好后，需要对其性能进行评估。NIR 光谱分析中，定量分析模型的结果通常用
下图表示：
14
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常用的考察指标有两个，一个是均方差（Root Mean Square Error of Calibration, RMSEC），一个是
相关系数 R（Correlation. Coefficient），它们的计算公式如下：
RMSEC 
式中：
 (Cˆ  C )
i
n
2
R  1
i
，
 (Cˆ  C )
 (C  C )
i
2
i
2
i
Ci 是标准化学方法测得的值， Cˆi 是 NIR 预测值， C 是平均值， n 是校正集样品数。对于
这两个指标，需要根据实际样品化学指标的分布情况和传统方法的准确性来对其进行评估，而没有绝
对的统一标准。
验证（Validation）：
近红外定量分析模型的适用范围和可靠性完全依赖于校正集样品的代表性和化学数
据的准确性。为了确认所建立的定量模型能否适应实际分析工作中可能遇到的所有样品，
以及能否对实际样品进行“准确的”预测分析，需要使用另一组代表性的样品来对所建立的
定量模型进行验证，称这一组样品为验证样品集。同样，使用验证集样品 NIR 预测值与
其实际值之间的相关系数 R 和预测均方差（Root Mean Square Error of Prediction, RMSEP）
来对定量模型的性能进行评估，RMSEP 的计算公式类似于 RMSEC，只是其对应的样品
前者是验证样品，后者是校正样品。这里需要注意的是，验证集样品的代表性同样重要。
影响 NIR 定量分析模型准确性的主要因素：
a) 标准样品自身的组分含量的标准测定方法的准确性和精度是影响 NIR 定量分析准
确度的最主要因素。通常而言，NIR 定量模型对未知样品的预测误差为常规化学
方法自身误差的 1.5-2 倍。
举例来说，如果一个样品中某种化学成分的含量为 0.10（标准化学法测定结果将其保留到了
小数点后第二位有效数字）
，根据四舍五入的原理，该样品的实际化学值可能为 0.100 ~ 0.104，
也就是说，即使不考虑任何实验过程中产生的误差，标准化学法自身存在不可避免的最小相
对误差为
0.004
100%  4% ，那么 NIR 测定的误差至少可能为 4%  1.5=6%，而实际上，
0.10
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Antaris 近红外分析仪培训手册
当样品的含量低于 0.1%时，其化学法测定的误差本身就较大，因此，对于含量低于 0.1%的
样品，如果其标准化学测定值又只能精确到小数点后第二位，NIR 测定的相对误差通常会较
高，一般使用绝对偏差来表示。
b) 标准样品自身的组分含量标准值是否输入正确。
c) 由于样品不均匀，导致样品的光谱和组分含量标准值之间没有真正一一对应。
d) 标准样品数量太少，或含量和其它性质的分布不均匀，导致标准样品难以精确计
算光谱信息与组分含量值之间的相关关系。
e) 由于光谱采集方式不恰当、光谱噪音太大和人为误差造成光谱质量下降或引入误
差。
f)
建模过程中，光谱范围的选择不正确。
g)
样品被污染，受到其它组分的干扰。
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第二章 TQ Analyst 光谱分析软件
TQ Analyst 是一个通用的光谱分析软件，它可以为中红外、近红外、远红外和拉曼光
谱分析的应用提供各种定性和定量分析工具。该软件除了包含各种算法工具外，还能够为
用户提供直观友好、容易使用的图形界面，以及广泛的在线帮助信息。
使用 TQ Analyst 软件，您无需具有专家的经验和知识，因为软件的 Explain 帮助窗口
可以随时为您提供任何必须的信息和帮助，其帮助文档还包含各种方法的培训实例。另外，
软件随处可见的 Suggest 向导功能和 Performance Index（性能指数）还可以为您解答如下
问题：
-哪种分析方法最适合您的当前应用？
-需要准备多少标准样品？其浓度分布情况？
-该选择哪段光谱范围？
-对于 PLS 法，如何选择主因子数（Factors）？
-修正曲线对分析结果有改善吗？
使用 TQ Analyst 使得方法的设计和建立更为程序化、更有目的性，而不是依赖于猜
测。如果您在为参数的设置犹豫不定，TQ Analyst 的向导可以帮您解决这些问题。
TQ Analyst 立足于最广大的用户，她致力于使得初学者和资深的分析家都能够得心应
手地使用她来进行方法开发和建立。其一环扣一环的窗口设计、整合的向导功能、随处可
得的在线帮助信息以及人工智能的工具，最大限度的简化分析任务，确保用最少的工作量
来建立高质量的分析方法。
在 TQ Analyst 的所有窗口中，首先列在前面的是最简单的算法和技术，而且在接下
来的窗口中只会显示与前面窗口选择的方法相关的信息，这样，初学者在方法建立的各个
步骤中不会被一大堆的选项所迷惑，而有经验的分析家又能够即时的使用各项高级功能。
TQ Analyst 的帮助菜单中还包含下列帮助工具：
TQ Analyst on-line tour-TQ Analyst 主要功能快速演示；
TQ Analyst example methods-定量、定性方法实例演示。
17
Antaris 近红外分析仪培训手册
第一节 TQ Analyst 基本设置和常用功能介绍
菜单栏
工具栏
性能指数显示
状态指示
滚动条
打开 TQ Analyst 软
件，其界面如图
对 TQ Analyst 进
行自定义设置：
从 Edit 菜单下面打
开 Option 窗口
其中有三组选项：
TQ 选项组：利用该选项设定 TQ 的默认设置，控制某些帮助和提示信息的
显示。
Diagnostic（诊断）选项组：该组可以选择 Performance Index（性能指数）
的计算方法，以及控制是否显示图例。其中 Performance Index 有
两种计算方法供选择，一种是%Difference（相对残差和），最大
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Antaris 近红外分析仪培训手册
值是 100，越接近 100 越好；一种是 RMSE（均方差），最小值是
0，越接近 0 越好。计算方法分别如下：
%Difference 
actual-calculated
expected
100
1
2
(X calc -X known )

n
General（常规）选项组：该选项组可定义文件的保存、显示、打
RMSE 
印、安全等常规信息。
TQ Analyst 帮助功能和帮助信息
1． Help 菜单：
类别
信息
TQ Analyst Help Topics 主题帮助
列出了各项主体帮助信息，也包含检索功
能、关键词索引功能
TQ Analyst Tour 快速演示
快速演示 TQ Analyst 的主要功能
Example Methods 实例演示
TQ 定量方法、分类方法、光谱测量简单
实例演示
Technical Support 技术支持
如何获得 Nicolet 公司的技术支持
About TQ Analyst 关于 TQ
显示当前 TQ Analyst 软件版本号
主题帮助窗口：
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Antaris 近红外分析仪培训手册
TQ 主要功能演示和实例演示提供了更为直观的帮助信息，按照窗口中的提示可以一步步
的了解 TQ 中的各项功能：
2．按 F1 键或鼠标右键获得菜单的帮助信息：
将光标移到菜单上某一个需要帮助的选项上，按 F1 键或点击鼠标右键，即会弹出关于该选项
的相关信息和解释。例如：
20
Antaris 近红外分析仪培训手册
按 F1 键或鼠标右键
3．使用 Explain 按钮获得窗口中各选项的帮助信息
Explain 按钮
选中需要获得帮助信息的选项，按 Explain 按钮，或先按 Explain 按钮，再鼠标点击需要获得帮助
信息的选项，即可得到相应的帮助信息。例如：
21
Antaris 近红外分析仪培训手册
4．使用 How To 按钮获得帮助指南
How To 按钮出现在下面三个窗口中，在这些窗口中，按 How To 按钮即可获得对应的帮助信息：
 Description 窗口界面：
 光谱区域编辑窗口：
 修正方法编辑窗口：
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5．向导（Wizards）帮助
TQ 提供了许多向导帮助功能以指导您完成各种建模任务。从参数的设置到实验设计的每一个环
节，使用 TQ 的向导功能，可以帮助您一步步地走向成功。
下表给出了 TQ 中各项向导功能的简要描述：
位置
向导
功能
Description窗口
Suggest Analysis Type
推荐分析类型，定性或定量方法，与分析目的有关
Pathlength窗口*
Suggest Pathlength Type
推荐光程类型，与采样技术有关，如液体样品透射
分析时，采用的液体池往往是光程一定的比色皿或
圆管，而在积分球漫反射时，由于样品颗粒尺寸、
紧密度的影响，需要使用MSC或SNV等方法进行
矫正
Component窗口*
Assess Feasibility
测定样品光谱中是否包含有足够的能够与样品组
成相关的光谱信息（评估方法是否可行）
Standards窗口*
Suggest Standards
推荐需要准备的标准样品的化学组成分布
Evaluate Standards
评估所准备的标准样品是否满足要求，以及是否需
要增加标准样品
Regions窗口
Suggest Regions
为 分 析 方 法 选 择 适 当 的 光 谱 范 围 ； 使 用 Edit
Regions可以进行详细设置。
Others窗口
Suggest Factors
为主成分回归（PCR）或偏最小二乘（PLS）方法
选择最佳主成分数（Principal Components）或因子
数（Factors）；使用Edit Factors按钮可以查看或编
辑主因子数。
Corrections窗口
Suggest Corrections
判断修正曲线对定量模型是否有所改善，如果有，
哪种修正方法最好；使用Edit Corrections可以进行
详细设置。
*只有在定量分析方法中才会出现
例如，使用 Suggest Regions 向导进行光谱范围的选择，在 Regions 窗口中点击 Suggest Regions 按
钮，会弹出如下交互窗口：
23
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按照交互窗口中的提示一步步往下操作，便会得到相应的参数设置。
TQ 向导是利用您所提供的光谱信息和其它数据，运用其内置的多元校正分析专家知识来进行参
数的设置和推荐下一步该使用什么方法的。有时候，如果 TQ 软件无法获取其设置某项参数所必
需的相关的信息和数据，向导也就无法给出相应的参数设置。我们推荐，在建立分析模型时，先
以 TQ 自动推荐和优化到的参数和设置为基础，如果对 TQ 自动选择的参数不满意，再添加您自
己对分析对象相关的知识和经验，来对其进行进一步完善。
TQ Analyst 窗口介绍
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窗口标签
头
菜单栏
工具栏
性能指数显示
状态指示
滚动条
活性按
钮
参数
1． 菜单栏
TQ Analyst 菜单栏的使用方法与其它 Windows 程序一样。
 Help 菜单里包含各种帮助信息，前面已有介绍。
 File 菜单里包含模型新建、打开、保存以及光谱图的打开和保存，以及模型数据和设置方法的
导出、标准光谱的导出和打印。其中模型保存窗口中可以设置模型文件的密码，光谱保存窗口
中可以设置数字签名，以便对模型和光谱文件进行保护。
 Edit 菜单中包含各种常用的编辑命令，其中 Option 选项的功能前面已有介绍。
 View 菜单设置显示格式和显示选项。
 Diagnostics 菜单包含各种高级诊断功能，会在后面的章节中陆续介绍。
 Window 为窗口设置项。
TQ Analyst 可以打开和保存下别所列的各种格式的光谱，其中 .CSV 为 Excel 格式。
25
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2． 工具栏
 点击 Calibrate 按钮，计算校正模型，显示校正结果窗口；
 Quantify 按钮用于计算未知样品的分析结果，得到分析报告；
 Explain 按钮实时获取帮助信息，见前述介绍；
 Close 按钮关闭当前窗口。
在模型校正好之前，状态指示为红色
后，状态指示为绿色
，当点击 Calibrate 按钮进行计算结束
，并且，如果 Standards 表格中包含有验证（Validation）
样品，则会计算得到相应的性能指数
。当对模型
进行了修改后，状态指示就会显示为红色，表示模型未计算好，重新计算时，则性能指数上不仅
显示当前的性能指数，也会显示修改前的性能指数，这样有助于对模型的修改过程进行评价。
3． 窗口
建模窗口：
TQ Analyst 的窗口为一环紧扣一环的设计，如下：
窗口标签
即在上面不同的窗口标签对应的窗口中，从左至右，是建立一个分析模型的基本步骤，当在前一
窗口中选择了某种方法或设置了某个参数后，后面的窗口会自动出现与其对应的选项和设置，而
不会出现不相关的信息。各项参数的选择按照这种顺序依次进行设置好后，点击工具栏上的
Calibrate 按钮，即可以完成分析模型的初步建立工作。
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在后面的定量模型建立和定性模型建立章节中会对各种对应的选项作相应说明。
光谱显示窗口：
从 File 菜单的 Open Spectrum 项打开光谱，即可出现光谱显示窗口：
光谱信息查看按钮
光谱名称框
下拉光谱名称按钮
显示介面
坐标显示
工具箱
取景窗口
 显示介面：默认条件下，红色光谱为当前显示光谱，此时，光谱名称框中的光谱名为红色光谱
的光谱名。
 光谱信息查看按钮：按该按钮，可以获得当前光谱的所有信息，如：
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 下拉光谱名称按钮：点击此按钮，显示当前窗口中所有光谱名称，并可进行选择。如下：
 坐标显示：显示当前鼠标所在位置的坐标
 取景窗口：
用于选择选择需要显示的光谱区域，左
边为光谱范围缩小和放大工具，右边为左右移动工具。
 工具箱：
工具箱中包含六种不同的工具，用途如下表：
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使用 View 菜单设置各项显示参数：当当前窗口为光谱显示窗口时，View 菜单中的所有选项均可
用，在其中可以设置横、纵坐标显示范围，显示方式，显示信息等。如点击 View 菜单中的 Display
Setup 选项，弹出如下窗口：
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如果我们选中 Show grid 前面的复选框
，按 OK，则显示介面就会出现窗格，如下：
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Antaris 近红外分析仪培训手册
第二节 定量分析模型建立
TQ Analyst 提供的定量分析算法有：
定量分析：
简单的比尔定律
经典最小二乘（CLS）回归
逐步多元线形回归（SMLR）
偏最小二乘（PLS）回归
主成分回归（PCR）
各种算法的基本原理参见相关的书籍和随机所带的 TQ Analyst 用户手册（TQ Analyst
User’s Guide）。
一个 NIR 定量分析模型的建立过程可按如下步骤一步步完成：
1.
定量分析问题的描述
2.
选择适当的采样方法
3.
创建新的模型文件
4.
给模型定义一个名称
5.
选择一种建模算法
6.
选择光程类型（Pathlength Type）
7.
定义待测组分（Components）
8.
进行可行性测试（Feasibility Test）
9.
采集标准样品（Standards）光谱
10. 光谱预处理（Spectra Processing）
11. 选择光谱范围（Regions）
12. 设置其它参数
13. 保存模型
14. 计算模型（Calibration）
15. 验证模型（Validation）
16. 模型修正（Correction）
TQ 将建模过程的各个步骤用不同的窗口从左至右依次分开，如下：
因此，只要从左至右依次完成各个窗口中的各项参数的设置后，点击工具栏上的 Calibrate
按钮，即可完成分析模型的初步建立。
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1.
定量分析问题的描述
定量分析模型建立的第一步需要通过回答下列问题来仔细分析我们的研究对象：

样品中包含多少种组分？

哪些组分是需要测定的？

在可能遇到的所有待分析样品中，每一种组分的含量范围？

可能会存在哪些干扰？

样品基质对测定过程有哪些影响？
通过回答以上这些问题，将有助于我们选择恰当的采样技术和确定最佳的实验条件。
2.
选择适当的采样方法
采样方法的选择主要取决于样品的物理性质。
通常，
光谱格式设置为 absorbance（透射）
或 Log(1/R)
（漫反射），因为以它们为单位的光谱通常与样品中组分的含量呈一定的线性关系。当然，如果
我们有特殊的需要，也可以设置成其它的光谱格式。
3.
4.
创建新的模型文件

从 TQ Analyst 软件的 File 菜单中选择 New Method

从 TQ Analyst 软件的 File 菜单中选择 Save Method As

在对话框中输入文件名，选择保存路径

选择 OK。
给模型定义一个名称
在 Description 中的 Method Title 栏中给模型的定义一个名称：
在 Method Description 栏中可以输入对模型的详细描述；在 Developer’s Name 栏中还
可以输入您的名字。
5.
选择一种建模算法
TQ Analyst 提供了的定量校正算法包含了最简单的比尔定律、经典的最小二乘法（CLS）、逐步多
元线性回归法（SMLR）、近红外定量最常用的偏最小二乘法（PLS）和主成分回归法（PCR）
。每
一种方法均有各自的优点和缺点。对于组成复杂的天然产物如中药、烟草和粮食等通常可以使用
PLS。各种方法的特点可以使用 TQ 的 Explain 按钮获得帮助信息。
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Antaris 近红外分析仪培训手册
6.
选择光程类型（Pathlength Type）
在 Pathlength 窗口中可以对光程类型进行设置。样品 NIR 测定时的光程或样品厚度对于定量分析
非常重要，因为它和样品中的组分含量一样影响吸收强度。
TQ 的 Pathlength 窗口提供了多种方法可以用于对光程进行定义或校正处理。
各种选项的特点和
功能可以使用 TQ
的 Explain 按钮获
得详细的帮助信息
光程类型选项的选择通常也是取决于采样技术，例如使用比色皿或固定光程的样品池进行液体样
品 NIR 光谱采集时，光程一般为恒定（Constant）或已知（Known）；而在进行粉末样品 NIR 漫反
射光谱采集时，由于样品颗粒尺寸、均匀性等的影响，光程无法保持恒定，此时需要使用多元信
号修正（MSC）或标准正则变换（SNV）来对光谱进行处理，以消除这些因素的干扰。
7.
定义待测组分
下一步是定义待测组分，在 Component 窗口中按要求输入待测组分的名称、缩写、单位、小数点
尾数即可。
浓度范围（Analysis Low、Analysis High）可以根据实际样品的分布输入，一般下限（Analysis Low）
设为实际样品最低值的 95%，上限设为实际样品最高值的 105%。如果不输入，在模型计算时，
33
Antaris 近红外分析仪培训手册
TQ 会根据标准样品的含量分布自动计算出来。
 在设定了浓度范围后，如果样品的分析结果超过了此处设定的范围，则可以在报告中给出警告
信息。
 另外，定量分析模型的性能指数（Performance Index）也与此处设定的浓度范围有关。
在Component窗口中，还可以通过选择Forces concentration values in Quantity result to sum to a
constant选项使各组分含量总和自动为常数。
8.
进行可行性测试（Feasibility test）
在设定好了待测组分的信息后，可以进行可行性测试以检查所使用的方法能否成功的进行定量分
析。其原理是通过分别采集两个标准样品（其组分含量不能相同，但需要在所设定的浓度范围内，
可以不需要知道其准确的含量值）的光谱，每个样品需要进行三次重复采集，TQ 会比较这两个
样品三次重复实验得到的光谱并进行统计分析，以检查光谱中是否包含足够的可以与样品中组分
含量相关的信息。
在 TQ 中，是通过使用 Component 窗口中的 Assess Feasibility 按钮来进行可行性测试的。
点击此窗口后，会弹出相应的对话框，按照其提示信息，TQ 会指导您一步步完成可行性测试的
实验，并给出相应的结果。
如果可行性测试结果显示光谱中没有包含足够的信息，则可能是由于所使用的光谱采集方式不正
确或样品不均匀导致光谱重现性较差或信噪比较差所致，此时我们需要尝试其它的采样技术和改
变实验参数。
9. 采集标准样品光谱
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Antaris 近红外分析仪培训手册
标准样品的设定在 Standards 窗口中进行。
（1）标准样品的准备
所谓标准样品（Standards）
，是指为建立 NIR 定量分析模型收集的具有足够代表性、并且已
知化学成分含量的样品。标准样品的光谱采集在 RESULT 软件中进行，其各项参数的设置见
后续章节。
TQ 中 Standards 的作用有三种类型：

Calibration Standards 用于计算定量模型，TQ 根据其光谱信息与其对应的各组分已知含
量值建立起定量模型；

Validation Standards 用于验证定量模型，不参与定量模型的计算，其作用相当于已知组
分含量的“未知样品”，TQ 会用 Calibration Standards 建立的定量模型预测 Validation
Standards 中各组分的含量，并与已知值进行比较，计算性能指数（Performance Index 和
RMSEP）
；

Correction Standards 用于修正定量模型，此节不进行讨论。
标准样品的收集和准备非常重要。一般来讲，标准样品中的各种成分的含量范围和其它
性质必须涵盖所有可能遇到的样品中各组分的含量范围，各种组分的含量之间要避免共线性
现象（指两种组分含量间呈线性变化），且要尽可能分布均匀。
标准样品的收集和准备可以根据自己的经验进行，对于天然产物等组成复杂、无法控制
其中各组分含量的样品，只能通过收集足够多的样品以尽量涵盖实际分析中可能遇到的各种
类型。
TQ 中 Suggest Standards 向导提供了一个很好的辅助实验设计的功能。对于组成相对简单
的化学品，可以使用 TQ 软件中的 Suggest Standards 向导进行设计，点击 Suggest Standards
按钮，会得到一个对应的对话框，按照 TQ 的提示信息逐步进行，即可以得到 TQ 建议的标
准样品的分布。然后按其推荐的分布进行配置标准样品，并采集其 NIR 光谱，当然实际配置
的样品中各组分的含量不一定和 Suggest Standards 向导推荐的含量分布完全一致，此时只需
35
Antaris 近红外分析仪培训手册
按实际含量输入到对应的样品含量表格中即可。
如果使用一次 Suggest Standards 向导推荐的样品不够多，可以重复使用 Suggest Standards
向导，直至得到足够多的标准样品。
标准样品一旦准备好后，可以使用 Evaluate Standards 向导进行评估；使用高级诊断菜单
中的 Select Standards 项选择校正（Calibration）或验证（Validation）。当然，这些工作也均可
以手动完成。
（2）标准样品光谱的导入
将鼠标光标移到 Standards 表格中的最下面的一行空白行（如果是新建模型，第一行就是空白
行）
，在点击 Open Standards 按钮，弹出打开文件对话框，找到对应的光谱文件的路径和选中
对应的光谱文件，可以成批选择，也可以逐个选择，OK 即可。然后输入对应的样品的组分
含量。
注意，如果不是第一次导入光谱，而是向已有的模型中添加新的光谱，可能会出现警告信息，
显示新添加的光谱的参数与模型中已有的光谱参数不一致，此时，需要我们慎重考虑新添加
的样品能否作为标准样品，或者是否需要重新采集其光谱。
（3）设置标准样品的 Usage 信息
前面已经介绍过 TQ 中的标准样品可以有三个作用，分别是 Calibration、Validation 和
Correction，可以手动选择，也可以使用高级诊断菜单中的 Select Standards 项自动选择。如果
某个样品有错误，或者不愿意使用它，还可以将其设为 Ignore（忽略），当然也可以从 Edit
菜单中直接将其删除（Delete Row）
。
（4）其它按钮功能
View Standards 按钮查看光谱，方法是在 Select 栏选中需要查看的样品，可以多选，如果直接
点击表头 Select，则全选，再按 View Standards 按钮，则会弹出光谱图窗口。
Sort Standards 按钮排序，方法类似于 Excel。
36
Antaris 近红外分析仪培训手册
（5）其它选项作用
如下所示：
在 Standards 表格中显示光谱名称栏
在 Standards 表格中显示文件名称栏
允许对光谱进行预处理，选中
此项会在 Standards 窗口标签后新
选 中 此 项 后 ， 在 View
出现一个 Spectra 的窗口标签，在
Standards 时会显示经预处
Spectra 窗口中可以对光谱进行预
理之后的光谱
处理。
该选项可以限制建模时利用的
限制光谱纵坐
光谱信息的纵坐标值，一般，光
标的范围
谱的吸收强度以不超过 2.5 个单
位为宜
10. 光谱预处理
光谱预处理在 NIR 光谱分析中通常有效和必要的。前面第 6 步的 Pathlength 窗口中，通过选择光
程类型，实际上是对由于光程的不一致造成对光谱的影响进行了相应的处理，以减少这种影响，
更利于建模时有用信息的提取，如漫反射时通常使用 MSC 或 SNV 方法。
在 TQ 的 Spectra 窗口中还可对光谱进行导数、滤噪和基线校正等预处理，如下。
此处可以选择原
始光谱、一阶导
数光谱或者二阶
导数光谱
选择滤噪（平滑）
方法
多点基线校正方
法的选择
分段线性校正
样条校正
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Antaris 近红外分析仪培训手册
近红外光谱测量过程中，经常出现光谱偏移或飘移。导数处理是净化谱图较常用的方法，可
根据需要进行一阶或二阶微分处理。导数处理既可以消除基线偏移，还可以起到一定的放大和分
离重叠信息的作用，如下图。但需要注意的是，在对光谱数据作微分处理时，由于噪声信号也被
放大，因此通常在微分之前需要对光谱数据作平滑处理。
平滑的作用是提高信噪比，减小随机噪音，如下图，从而也可以提高模型的稳健性。TQ 中
有两种平滑方法可供使用，一种是经典的 Savitzky-Golay 滤波，它是一种多项式滤波方法；一种
是 Norris Derivative 滤波，它只能用于一阶或二阶导数光谱，是 NIR 光谱分析中一种很好的滤波
方法。
另外，TQ 中还包含有多种基线校正方法，在通常的近红外分析中，如果使用了一阶导数或
二阶导数，则较少使用这些基线校正。如下：
分段线性校正
样条校正
11. 选择光谱范围
光谱范围的选择在 NIR 定量分析模型的建立中是最难的一步。至今为止，化学计量学领域还没有
一个完美的算法来选择最佳的光谱范围。但 TQ 中包含了许多这方面专家知识，为我们选择有效
光谱范围提供了有用的依据。在实际工作中，用户的经验和对所分析对象样品化学知识的了解对
光谱范围的选择还是很有用。
光谱范围的选择在 Regions 窗口中进行。需要注意的是，Regions 窗口中的内容与第一步所选择的
38
Antaris 近红外分析仪培训手册
方法有关，这里仅以 PLS 方法为例，说明如下：
（1） 首先，如果按全面的步骤完成了方法选择、组分名称的定义、标准样品光谱和化学数
据的导入，则可以使用 Suggest 向导让 TQ 来自动帮助选择光谱范围。在 Regions 窗
口中点击 Suggest 按钮，会弹出对应的对话框，按提示逐步完成即可。如果是新建模
型第一次点击 Region 窗口，TQ 则会自动执行光谱范围的自动选择。
（2） 光谱范围选择窗口：点击 Edit Regions 按钮，会弹出以下窗口。
光谱显示区域
工具栏
在该窗口中，可以以交互式的方式选择光谱范围。该窗口中同样包含 Suggest 按钮，
可以随时使用该向导，也包含 How To 按钮以随时获得帮助信息。可以通过 Add 或
Delete 按钮添加或删除一段光谱范围。
工具栏介绍：
功能与光谱显示窗口中的该工具一样，见本章第一节。
光谱区域选择工具，按下此工具，可以在光谱显示区域内拖动鼠标以选择光谱
区间，此时在下面的 Region 表格中会对应的出现所选择的区域的数值范围。
默认状态下，该按钮为按下状态，此时光谱显示区域显示三条光谱，分别为最
高的、中间的和最低的三条光谱。
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Antaris 近红外分析仪培训手册
使用此按钮，可以显示在前面的 Standards 表格中被选中的所有光谱。
使用此按钮，显示统计光谱，其功能与 Diagnostics 菜单中的 Statistical Spectra
项类似，如下：
从上至下依次显示各组分的多重相关光谱、各组分分别的相关光谱、平均光谱、方
差光谱。这些统计光谱对于我们选择光谱范围具有一定依据。
使用此按钮，显示各组分的纯组分光谱，其功能与 Diagnostics 菜单中的 Pure
Component Spectra 项类似。这里所说的纯组分光谱，是从统计意义上计算出来的。
使用此按钮，可以打开光谱以在光谱显示区域显示。
（3） 为不同的组分设置不同的光谱范围，如下表，其中带“+”的表示该栏组分对应的光谱
范围：
40
Antaris 近红外分析仪培训手册
光谱范围编辑表格
各组分对应的光谱
范围表格
12. 设置其它参数
完成了光谱范围的选择后，我们基本已经设置了足够的可以用于建模的所有参数。但是我们还可
以在接下来的 Other 和 Report 窗口中进行一些更为细化的设置。
（1） Other 窗口：
Other 窗口中的内容同样与第一步中所选择的方法类型有关，对于比尔定律方法，则没有
Other 窗口。这里还是以 NIR 定量分析最为常用的 PLS 法为例，其窗口如下：
数据中心化技术
数据归一化技术
若同时选择，表示进行数据标准化
非线性拟合 PLS
加权 PLS
自动更新 PLS 主因子数
PLS 主因子数编辑表格
一般情况下，采用默认设置即可（上面窗口所示即为默认设置）
。如果对默认设置的建模效
不满意，再在该窗口中进行进一步的设置。
（2） Report 窗口
Report 窗口中主要设置的是报告中要显示的内容，注意，这里的报告是指 TQ 产生的分析报
41
Antaris 近红外分析仪培训手册
告，与后面章节中提到的 RESULT 生成的在线报告不同。
光谱检查警告信息及其阈值设置
说明：如果光谱检查显示警告信
息，说明所分析样品的光谱与标
准样品集中样品的光谱存在较大
差异，因此，其分析结果则值得
怀疑。
组分含量警告信息及其阈值设置
说明：如果被分析的样品的分析
结果值超过了 Component 窗口中
设置的范围，则给出警告信息，
说明分析结果的准确性值得怀疑
结果显示组分浓度值
不确定值，指可能存在的误差，TQ 根据被分析样品的光谱与
标准样品的光谱的差异，计算出可能存在的误差以作为参考
13. 保存模型
模型的保存可以随时进行。
从 File 菜单中选择 Save Method 或 Save Method As 以保存模型文件，保存窗口如下。
此处可以设置密码
对模型文件和数据
进行保护
42
Antaris 近红外分析仪培训手册
TQ 将一个模型保存成三个文件，如下：
在文件的拷贝或备份过程中，如果仅仅只有第一个文件存在，则模型只能用于对未知样品进行分
析，而不能对其进行任何修改。只有当三个文件同时存在时，才能完全对其进行控制，因此在模
型转移和共享时，可以通过这种方式进行数据的保护。
14. 计算模型
完成了上述各步骤后，即可按 TQ 工具栏上的
进行模型的计算。计算的速度与所选的
方法、标准样品的数量、计算机的性能有关，一般不超过 2 分钟。定量分析模型计算完成后，TQ
显示如下界面，同时状态显示栏由红变绿，如果 Standards 窗口中包含验证（Validation）样品，
则会计算出性能指数（Performance Index）
。
相关系数和 RMSEC 值
（原理见第一章）
性能指数（PI）
如果第一步选择的是比
尔定律，则显示的信息
会不同
误差分布图：纵坐标
为 NIR 预测值与标准
值之间的偏差，横坐
NIR 计算值与标准值
之间的相关图：纵坐
标为 NIR 预测值，横
坐标为标准值
标为标准值
预测均方差（RMSEP）
仅 当 存 在 验 证
（Validation）样品的情
况下才显示
数据显示表格
选择其它的组分
上面的两个图形和表格中的数据点是一一对应的，只要三者中的任意一个中选中一个样品点，在
另外两个中即会选中对应的样品点。
“问题样品（Outlier）”的辨别和处理：
从上面的校正结果的窗口中，我们需要辨别“问题样品”（指 NIR 预测值与标准值间的误差较大，
在相关图上偏离对角线较远）。对于“问题样品”，我们需要慎重对待，首先可以返回到 Standards
窗口中，查看其标准值是否有误；如果确信标准值无误，则可以打开其光谱，看其质量及与其它
43
Antaris 近红外分析仪培训手册
样品的光谱的差异；一旦确认该样品有问题，则可能需要重新采集其光谱或测定其标准值，不然
只能将其 Usage 信息设为 Ignore 或者直接删除。
诊断（Diagnostics）菜单中有一些选项可以帮助鉴别 Outlier。
 Spectrum Outlier 选项直接根据光谱的分布差异计算马氏距离的方法鉴别 Outlier，如下：
上图为马氏距离分布图，其下面的提示信息中显示分布图中的后 6 个样品为“Outlier”。但是
Spectrum Outlier 选项无法鉴别标准值的准确性。
15. 验证模型
验证模型的目的是确认所建立模型能够准确的预测实际的样品。
 如果 Standards 窗口中包含有验证（Validation）样品，则校正结果窗口中会计算出 Performance
Index 和 RMSEP，可以以这两个指标对模型进行评价。需要注意的是，Validation 的样品同样需
要具有足够代表性。
 如果标准样品的数量有限，在 Standards 窗口中不包含有验证（Validation）样品，可以通过交
叉验证（Cross-Validation）的方法来对模型进行验证，这是一种内部验证法，其原理如下图：
交叉验证原理：假定校正样品集中有 100 个样品，可以每次从中取出 1 个或多个样品作为临时
验证样品，以其余的样品进行建模，然后对这 1 个或多个样品进行预测，如此循坏，则会分别
得到这 100 个样品的 NIR 交叉预测值，最后，以交叉预测值与标准值作相关图，同样类似的可
以计算相关系数和交叉验证均方差（RMSECV）
。
使用 TQ 诊断（Diagnostics）菜单的 Cross-Validation 项，运行交叉验证，计算并得到交叉验证
44
Antaris 近红外分析仪培训手册
结果窗口，计算出交叉验证均方差（RMSECV）和相关系数，如下：
相关系数和 RMSECV
 第三种方法就是重新收集一批标准样品用作验证样品，按同样方法采集到光谱图，然后用 TQ
的
按钮对其进行分析，将分析结果与标准值进行比较一对模型的预测效果进行评
价。
NIR 定量分析模型中的可能误差来源：
 标准样品自身的组分含量的标准测定方法的准确性和精度。
 标准样品自身的组分含量标准值是否输入正确。
 由于样品不均匀导致样品的光谱和组分含量标准值没有真正对应。
 标准样品数量太少，或含量和其它性质的分布不均匀，导致标准样品难以精确计算光谱信息与
组分含量值之间的相关关系。
 由于光谱采集方式不恰当、光谱噪音太大和人为误差造成光谱质量下降或引入误差。
 光谱范围的选择不正确。
 样品被污染，受到其它组分的干扰。
NIR 定量分析模型的建立经常是一个反复循环优化的过程，前面的各个步骤并没有绝对的顺序限
制，只是前一个窗口中某些选项的选择可能会影响到后面的窗口中的选项和内容。
实际上，在 NIR 定量模型的建立过程中，我们经常需要不断检查造成模型精度不令人满意的原因，
并反复的进行分析和排除，直至我们对验证结果满意。
在模型的反复优化过程中，我们推荐使用 Performance Index（PI）作为指标，如果优化后的 PI
较前一个好，先将其保存，再进一步优化，若选项的更改没有使 PI 变好，则不保存。
45
Antaris 近红外分析仪培训手册
16. 模型修正（Correction）
如果我们经过反复验证可以确信组分含量化学值绝对可靠，并且光谱的质量也确保可靠，但模型
计算结果中 NIR 预测值与标准值仍然存在较大偏差，则可能是由于样品的光谱吸收度和组分含量间的
关系偏离了比尔定律，即偏离了线性关系所致。需要说明的是，这种情况并不经常出现，因此下面的
模型修正方法不要轻易使用。注意，这里的模型修正不是模型维护。
模型修正在 TQ 的 Correction 窗口中进行：
模型的修正同样可以使用 TQ 的
也可以通过点击
向导自动完成。
按钮在弹出的编辑窗口中进行，如下：
17. 在 TQ 中对未知样品进行分析
按前述各步骤设置好各项参数，完成分析模型的建立后，可以在 TQ 中对未知样品进
行分析。有两种方法：
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Antaris 近红外分析仪培训手册
 点击
，弹出打开光谱对话框，在其中找到需要分析的样品光谱文件，OK，即会得
到该样品的分析报告，如下：
 如果要同时分析多个样品，可以使用诊断（Diagnostics）菜单中的 Multiple Quantify 项。点击
该选项，同样弹出打开光谱文件对话框，与
弹出的打开光谱对话框不同的是，在
Multiple Quantify 弹出的打开光谱对话框中可以选择多个光谱或一批光谱（方法是借助电脑键盘
的 Ctrl 或 Shift 键）
，选择好后按回车键，TQ 即会自动得到所选择的多个样品的分析报告。如
果所使用的电脑中没有安装 Office Excel 软件，报告会自动显示在记事本中，如果安装了 Office
Excel，则会自动显示在 Office Excel 中，如下：
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Antaris 近红外分析仪培训手册
第三节 定性分析模型建立
TQ Analyst 提供的定性分析算法有：
定性分析：
相似度匹配
距离匹配
判别分析
标准检索
QC 比较检索
各种算法详细的算法原理参见相关的书籍和随机所带的 TQ Analyst 用户手册（TQ
Analyst User’s Guide）。所有的方法都是通过将未知样品的光谱与一个或一批（或类）已
知标准样品的光谱进行统计比较而进行定性分析，它们各自的特点如下：
1． 相似度匹配（Similarity Match）
什么是相似度匹配？
相似度匹配是一种光谱分类技术，它可以表征一个未知材料与已知材料的相似匹配程度。
可以用多个标准品来描述已知的材料，可以用光谱的多个波段来进行匹配分析。
为什么采用相似度匹配？
相似度匹配算法一般应用于质量控制。例如，你可以采用相似度匹配方法来监控在生产过程
中材料的每个批次质量。在这些应用中，样品的成分都是已知的，分析人员感兴趣的是检验或鉴
别样品是否存在杂质。相似度匹配方法也十分适合于对定量分析的样品进行预鉴别。
注：如果你感兴趣的是判断未知样品属于两个或更多的材料类别，并想用多个标准品来描述
每个材料，那么采用距离匹配、判别分析或 QC 比较检索等方法代替相似度匹配。如果你要判断
许多不同的材料类别，但每个类别又只有一个标准品，那就采用标准检索。
相似度匹配方法原理
相似度匹配方法通过比较未知样品光谱与已知标准光谱在某个波段或多个波段的光谱信息，
得到样品与标准品的匹配程度。比较的结果被称为匹配值，匹配值反映了未知样品光谱的残差平
方和。
注：在 Other 页面下可设定匹配类型参数来决定匹配值的输出格式。
2． 距离匹配（Distance Match）
什么是距离匹配？
距离匹配计算其光谱到每个类别中心点的距离，能用来判别一个未知材料到两个或更多已知
材料类别的匹配程度。这个技术一般用于筛分原材料，例如，测定材料与化合物 a、b 或 c 的匹配
48
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度，或测定未知材料与已知材料的“差别程度”。
我们推荐至少采用 5 个标准品来定义一个类别（为了完成校正过程的差异分析，2 个标准品是
必须的）
。可以用光谱的多个波段来进行匹配分析。
为什么采用距离匹配？
在区分含有相同成分但含量不同的材料时，距离匹配算法十分适合。在这种分析中，每个类
别的标准品光谱都非常相似。主要的不同仅仅出现在少数几个关键波段的峰强度上。例如，研究
室可以通过建立一个距离匹配方法来检验双盲临床研究中的药物剂量是否在药品包装过程中产生
错混。在这种情况下，分析人员可以建立定义不同活性成分水平的类别，例如水杨酸。这个方法
能用于测试药品匹配哪个种类，及什么等级。
你也能采用距离匹配来检测原材料或生产样品的微小变化，通过比较它们与之前相同类型的
样品，我们称这个过程为“鉴定”，它是一种统计学质量控制的有效技术。
距离匹配方法原理
建模过程中，软件为每个类别计算出一条平均光谱和一条标准偏差光谱。
当你采用此方法给一个未知样品的光谱进行类别划分时，针对每个类别，软件将未知样品的
光谱减去该类别的平均光谱得到一条残差光谱，再除于相应的标准偏差光谱，得到一条新光谱。
（相
减的步骤得到了两条光谱间在各个波长点的差异；除的步骤我们得到每个差异点所占的权重）然
后计算残差光谱中超过距离匹配限值的波长点所占的百分比（一般为 5），距离匹配限值在 Other
页面设定。
比较的结果称为“匹配值”，是一个匹配程度的表示。距离匹配方法的匹配值范围是 100 到 0，
0 表示最匹配。
如果这个方法中定义了一个类别，软件报表输出这个类别的匹配值。如果有多个类别，软件
报表输出多个类别名称和匹配值。最匹配的类别（匹配值最小的那一个）被列在第一位。
3． 判别分析（Discriminant Analysis）
什么是判别分析？
判别分析分类技术能用于判断已知材料的各个类别中哪个是与未知材料最相似的，通过马氏
距离计算未知材料到每个类别中心的距离。判别分析技术一般用于筛分原材料，判断它们是否为
化合物 a，b 还是 c。
判别分析方法一般至少有两个类别的已知材料，但是这个方法也能用于仅有一个类别。可以
用多个标准品来描述一个类别（一个类别最少必须包含两个或更多标准品）
。可以用光谱的多个波
段来进行判别分析。
为什么采用判别分析？
判别分析算法能用于筛分多种材料。在这些应用中，分析人员感兴趣的是鉴别各个样品最像
哪种已知材料。你也可以采用判别分析来计算未知样品光谱和一组标准品光谱之间的马氏距离。
49
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注：如果你想要把一个未知样品与一种材料进行比较，那么就选用相似度匹配。如果你要比
较多种材料，但每一种材料只有一个标准，那么就选用标准检索。
判别分析方法原理
判别分析方法是将一个未知样品在特定区域（一个或多个）的光谱信息应用于事先建立好的
校正模型，来判断未知样品与标准中的哪类最相似。
在建模过程中，软件先计算平均光谱，然后通过估计在分析区域内每个波数点的变化建立一
个分类模型。你可以选择为每一个类别建立一个唯一的分类模型，或者所有的类别只建立一个模
型（见 Within Class Variance）
。如果所有类别只用一个模型，软件先把每条标准光谱减去该类别的
平均光谱，然后利用所有类别的光谱信息生成一条单一的变异光谱。如果你选择每个类别使用各
自唯一的分类模型，软件先把每条标准光谱减去该类别的平均光谱，然后只利用给定类别的光谱
信息为该类别生成一条唯一的变异光谱。本方法与 SIMCA 法类似。
为了得到准确的分析结果，单个模型要求每一个类别至少包含 2 个或 2 个以上的标准品。如
果你选择了为每个类别建立一个唯一的分类模型，那么每个类别必须最少含有 2 个标准。
当你用本方法分析一个未知样品时，软件对标准光谱进行主成分分析，用标准光谱主成分分
析的结果来确定未知样品光谱的得分值。得分图用来计算马氏距离，依次进行分类。
判别分析的结果是显示与未知样品光谱最相似的那个类别（或几类）的名称。还能显示未知
样品到每个类别的马氏距离。每个距离的值越接近于零，匹配程度越好。
注： 点击 Other 页面设置类别数，或改变用于计算的最大主成分数。
注： 判别分析技术利用所有标准的光谱信息建立一个或多个分类模型。因此，增加或删除标
准品光谱对本方法的校正模型有很大的影响，尤其是当使用单个的多分类模型时。如果你使用每
个类别一个唯一的分类模型，你可以对其中一类增加或删除标准而不影响到其它类别。
4． 标准检索（Search Standards）
什么是标准检索？
标准检索光谱分类技术，通过判别哪个已知材料与未知材料最相似来达到分类目的。
每个已知材料只用一个标准品，可以用光谱的多个区域来进行比较。
为什么要用标准检索？
如果你想把一个未知材料与多个已知材料进行比较，那么就选用标准检索分析模式。标准检
索分析类似于 OMINC 特征检索，但标准检索能够设定多个光谱区域进行检索，而 OMINC 特征检
索不能。
注：如果你想把未知样品与 2 个或多个材料进行比较，每个材料中有多个标准，那么就选用
判别分析或者 QC 比较检索。如果你想把未知样品与一个材料进行比较，那么就选用相似度匹配。
标准检索方法原理
标准检索方法将未知样品的特定光谱区域（一个或多个）与每个标准品光谱进行比较，找出
与未知样品最相似的标准品。有多种标准检索运算法则可以用来比较光谱。我们推荐使用相关检
50
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索运算法则。
匹配值在 0 到 100 之间，匹配值告诉你未知样品与标准的匹配程度。匹配值 100，说明于标准
品完全匹配。
注：在 Other 页面上可以选择检索运算法则，通过设置检索类型和检索结果参数来选择结果
的匹配数
5． QC 比较检索（QC Compare Search）
什么是 QC 比较检索？
QC 比较检索光谱分类技术测定每一类别中的一条最匹配光谱，并指出未知材料的光谱与选定
的标准品之间的匹配程度。
这个方法必须至少具有两个已知的材料类别。每个类别可以用多个标准品来描述，多个光谱
波段可以用来参与检索分析。
为什么采用 QC 比较检索？
QC 比较检索算法能用于校验一个未知材料的成分，已知其成分属于几个指定类别。在这些应
用中，分析人员感兴趣的是鉴别每个样品与哪个已知材料最相象。
注：如果你对通过近红外光谱来鉴别未知材料感兴趣，我们推荐采用 QC 比较检索而不是标
准检索，因为你能采用几条光谱来定义每个与未知样品将比较的已知材料。如果你感兴趣的是比
较未知样品是否属于一种材料，采用相似度匹配代替 QC 比较检索。如果你想采用许多材料参与
比较但是只有一个标准品来描述每个类别，采用标准检索。
标准检索方法原理
QC 比较检索方法将未知样品光谱的某一波段或多个波段的光谱信息用于与标准品光谱相比
较，来判别未知样品与哪一类别标准品最相似。QC 比较检索的结果是一个包含每个输出类别中单
一最匹配材料的列表。所有类别按重要性排列；包含最佳匹配光谱的类别排列在第一位。每个标
准品的索引数字相当于匹配值在 0 到 100 之间。匹配值告诉你该标准品与未知样品的匹配程度。
匹配值为 100 表示完全匹配。
注：设定报告输出类别的数量，点击 Other 页面标签。
与定量分析模型的建立类似，一个 NIR 定性分析模型的建立过程可按如下步骤一步
步完成：
17. 定性分析问题的描述
18. 选择适当的采样方法
19. 创建新的模型文件
20. 给模型定义一个名称
21. 选择一种定性建模算法
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22. 选择光程类型（Pathlength Type）
23. 定义类别（Classes）
24. 采集标准样品（Standards）光谱
25. 光谱预处理（Spectra Processing）
26. 选择光谱范围（Regions）
27. 设置其它参数
28. 保存模型
29. 计算模型（Calibration）
30. 验证模型（Validation）
TQ 将建模过程的各个步骤用不同的窗口从左至右依次分开，如下：
因此，只要从左至右依次完成各个窗口中的各项参数的设置后，点击工具栏上的 Calibrate
按钮，即可完成分析模型的初步建立。需要注意的是，并不是所有的这些窗口都会存在，
不同的算法类型决定了后面对应的窗口。
1.
定性分析问题的描述
TQ 中包含上述多种定性方法，可以对未知样品作出鉴别（是什么？）或分类（属于
哪种类型？）分析，另外 TQ 还可以判断未知样品与标准样品的相似程度。
定性分析模型建立的第一步需要通过回答下列问题来仔细分析我们所建立的定性模
型所要处理的问题和需要达到的目的：

对未知样品我们知道多少信息？

未知样品需要与什么作比较？

从比较中我们要得到什么信息？
例如，你是要确认未知样品的纯度？还是要判断其属于 A、B、C 中的哪一类？还是要鉴别这
个完全未知的样品是什么？
2.
选择适当的采样方法
光谱采集方法的选择原则与定量分析模型的建立类似，见前一节。
3.
创建新的模型文件
与前一节中的步骤 3 类似。
52
Antaris 近红外分析仪培训手册
4.
给模型定义一个名称
与前一节中的步骤 4 类似。
5.
选择一种定性建模算法
根据所要分析的问题的特点的目的以及各种算法的特点选择适当的定性建模方法是非
常关键的一步。
所有的定性算法都是通过将未知样品的光谱与一个或一批（或类）已知标准样品的光谱进行
统计比较而得到相应的定性分析结果。相似度匹配（Similarity Match）和距离匹配（Distance Match）
方法可以用于将未知样品的光谱与一批（或类）相似的标准样品进行比较。相似度匹配（Similarity
Match）方法中只能定义一类标准样品。判别分析（Discriminant Analysis）、距离匹配（Distance Match）
和QC比较检索（QC Compare search）可用于将未知样品与多类标准样品进行比较以确定未知样品
于哪一类最接近。标准检索（Search Standards）方法将库中的每一个样品全部各自当作一类，然后
从中找出与未知样品光谱最接近的标准样品光谱。
标准检索（Search Standards）方法相当于每一类只使用一个标准样品光谱。相似度匹配（Similarity
Match）中每一类至少包含一个也可以包含多个标准样品光谱。其它几种方法则都是通过统计算法
来测定相似度，因此其中每一类至少包含两个或两个以上的标准样品光谱。
不同的定性方法对未知样品的定性结果的信息也会有所不同。例如，相似度匹配
（Similarity Match）只给出未知样品与库中的唯一一类标准样品的相似度值。而标准检索（Search
Standards）方法报告出与未知样品最匹配的标准样品光谱在库中的序号、名称以及相似度。
判别分析（Discriminant Analysis）的报告中显示未知样品最接近的那一类的类别名称，也可以报告
出未知样品与该类的距离，该距离越接近0，说明未知样品与该类越接近。QC比较检索（QC Compare
search）的报告中显示最接近的那一类的类别名、其最相似的标准光谱在库中的序号以及相似度值。
距离匹配（Distance Match）可以报告出未知样品与各类标准样品的距离，距离最小的列在最前面，
表示未知样品与其最接近。
53
Antaris 近红外分析仪培训手册
定性方法选择的基本规律可总结如下：
如果…..
鉴定未知样品的纯度
那么使用……
Similarity Match
Distance Match
判别未知样品属于 a、b、c 等中 Discriminant Analysis
的哪一类
Distance Match QC Compare search
对未知样品了解甚少，需对其进
行鉴别
6.
Search Standards
选择光程类型（Pathlength Type）
与前一节定量分析模型的建立中的步骤 6 类似。其中标准检索（Search Standards）和 QC 比较检
索（QC Compare search）没有此窗口。
7.
定义类别（Classes）
对于判别分析（Discriminant Analysis）、距离匹配（Distance Match）和 QC 比较检索（QC Compare
search）方法，需要定义类别名称。方法是在 Classes 窗口中输入相关的信息即可，如下。
8.
采集标准样品（Standards）光谱
与前一节定量分析模型的建立中的步骤 9 类似。不同的是，定性分析中，标准样品（Standards）
的 Usage 信息只有三种可供选择：校正（Calibration）、验证（Validation）和忽略（Ignore），而没
有修正（Correction）项。
定性分析种标准样品的代表性与定量分析一样，需要能够涵盖所能遇到的实际样品的所有可能性
质范围。其基本的选择原则参见第一章。
标准样品光谱的导入和 Usage 信息的设置见前一节定量分析模型的建立中的步骤 9。
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Antaris 近红外分析仪培训手册
9.
光谱预处理（Spectra Processing）
参见前一节定量分析模型的建立中的步骤 10。
10. 选择光谱范围（Regions）
光谱范围的选择方法与前一节定量分析模型的建立中的步骤 11 类似。
11. 设置其它参数
设置了前面各步中的参数后，即可以初步进行建模计算。
另外，在接下来的 Other 窗口和 Report 窗口中还可以做一些进一步的设置。对于定性方法而言，
第一步中所选择的定性算法类型不同，在这两个窗口中的选项内容会完全不同，分别轩详细介绍
如下：
（1） 相似度匹配（Similarity Match）
Other 窗口：
匹配值计算方法的选择
计算相似度（最佳匹配值为 100）
计算残差（最佳匹配值为 0）
Report 窗口：
通用信息
模型名称
模型文件名
模型版本信息
光谱名
光谱文件名
光谱采集日期时间
相似度匹配值警告信息设置
说明：可以设置匹配值的阈值，
如果分析结果超过此阈值，报
告中会显示警告信息
结果设置
（2） 距离匹配（Distance Match）
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Other 窗口
Report 窗口
（3） 判别分析（Discriminant Analysis）
Other 窗口
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Report 窗口
（4） 标准检索（Search Standards）
Other 窗口
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Report 窗口
（5） QC 比较检索（QC Compare search）
Other 窗口
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Report 窗口
12. 保存模型
与前一节的步骤 13 类似。
13. 计算模型（Calibration）
与前一节的步骤 14 一样，点击
即可。
但是，在定性模型中，只有距离匹配（Distance Match）和判别分析（Discriminant Analysis）会
弹出计算结果窗口，显示分类分布图。而其它的算法则不存在模型计算结果显示窗口。
在使用判别分析（Discriminant Analysis）建立定性模型，进行模型计算时，窗口如下：
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Antaris 近红外分析仪培训手册
样品分类分布图：
横坐标和纵坐标分别为到两
类的距离，可通过右边的
Back 和 Next 按钮进行选择横
坐标和纵坐标的类型。
图 中 的 蓝 色 表 示 校 正
（calibration）样品，紫红色
表示验证（Validation）样品；
而不同类的样品用不同形状
图标表示
数据显示表格，从中可以看
到每个样品的校正结果，同
时还显示了每一个样品到两
类的马氏距离值
如果有的样品被错分，则会在样品分布图下显示错分样品数目的信息。对应的在下方的表格中也
会显示出错分标志“<>”。
14. 验证模型（Validation）
定性分析模型的验证与前一节的第 15 步类似。不同的是，定性分析模型不会计算出 RMSEP 值，
只能根据模型对未知样品预测的正确率来判断。如果 Standards 窗口中包含 Validation 样品，工具
栏上的 Performance Index（性能指数）也是评价模型的一个重要指标。在定性模型中不能使用内
部交叉验证。
如果定性模型对未知样品的定性分析错误，需要仔细分析其原因。可能的因素有：
 标准样品的自身类型设定错误；
 光谱范围和数据预处理方法不恰当；
 建模用标准样品数量太少、或分布不均匀，所包含的信息不够充分；
 各类之间太过相似；
 在光谱采集过程中产生了误差或错误；
 样品中包含有其它组分或样品被其它物质所污染；
15. 在 TQ 中对未知样品进行分析
与前一节定量分析模型的建立中的 17 步类似。
60
Antaris 近红外分析仪培训手册
第三章 RESULT-Integration 工作流程（Workflow）设计软件
RESULT Integration 是一个专业的、非常容易使用的日常样品分析工作流程开发软件。
RESULT Integration 使得我们可以轻而易举的将定量和定性模型与光谱采集、样品分析、设
置报告和电子存档或打印报告等工作关联在一起，以创建一个符合用户个性化要求的标准
工作流程，其中不需要调用任何宏程序。RESULT 软件还包括个性化报告格式设置和为工
作流程附带标准操作规范（SOP）的功能。其数据模拟功能还可允许使用者进行工作流程
的离线开发。一旦建立好了符合要求的分析流程，仪器操作变得尤为简单。所建立的方法
经过认证和通过后，可以精确的在仪器与仪器间任意转移，并可得到精确和重现性良好的
分析结果。
为了在建立 Workflow 时对各项参数的设置能够比较深入的理解，有必要先对 Antaris
傅立叶近红外分析仪的一些基本硬件有一个初步了解。
第一节 Antaris 近红外分析仪硬件介绍
Antaris 近红外分析仪被设计用于在工业环境下为样品提供精确的、重现性的分析结
果。因此，仪器的外表非常坚固，密封性非常好，从而避免环境中的湿度和腐蚀性物质对
内部光学器件产生的破坏。如果环境非常恶劣，腐蚀性物质含量特别高，则可以通过吹扫
装置使用干燥空气或液氮对仪器进行保护。
状态指示灯
干燥剂存放箱
湿度指示器
操作面板
 湿度指示器
湿度指示器显示仪器内部湿度是否太高。湿度指示器需要经常检查，特别是在仪
61
Antaris 近红外分析仪培训手册
器很长时间不用时。正常情况下，其颜色为蓝色，如果蓝色变淡，呈现粉红色，需要
更换干燥剂。
 干燥剂存放箱
存放开燥剂的位置
 状态指示灯
在湿度指示器旁有四个状态指示灯：
电源（Power）
扫描（Scan）
当仪器接通电源盒打开电源开关后指示灯亮
该指示灯显示干涉仪是否正常工作。仪器正常工作时，该指示灯为
频率性的闪烁
激光器（Laser）
该指示灯显示激光器是否正常工作
光源（Source）
该指示灯显示光源是否正常工作
 操作面板
各指示灯的作用见下表：
指示灯
作用
绿色
系统等待操作者的响应。绿灯稳定显示表示可以
通过按 Acknowledge 按钮进行响应，绿灯闪烁显
示表示需要在软件窗口上进行必须的选择
黄色
仪器正在采集光谱数据
红色
运行 Workflow 时或其它过程中出现错误
62
Antaris 近红外分析仪培训手册
如果仪器配有透射采样模块（Transmission Sampling Module）
，则操作面盘上还有一个
打开/关闭透射样品窗的按钮，如下：
打开/关闭透射样品窗
 内部组件
仪器内部组件包括：
光源（Source）：Antaris 采用的是长寿命、高强（亮）度的卤钨灯作为近红外光源。
干涉仪（Interferometer）：在傅立叶近红外仪器中，光源发出的光经干涉仪调制成干涉光。
63
Antaris 近红外分析仪培训手册
干涉仪主由定镜、动镜和分束器组成。Antaris 的干涉仪采用三维激光对动
镜和定镜的相对位置进行每秒钟 13 万次的高速动态准值，以保证采集数
据的高度精确性和系统的超越稳定性。
激光器（Laser）：傅立叶近红外仪器采用高精度的激光进行数据采集的计时器。在 Antaris
仪器中，激光还同时用作动态准值的标尺。Antaris 采用的是高精度的 HeNe
激光器，波长为 632.8nm。
反射镜（Mirrors）和透镜（Lenses）：Antaris 中的所有反射镜均为整体合金材料经金刚石
直接抛光制成，反射效率极高。透镜的作用用于聚光。
光阑（Aperture）：光阑的作用用于屏蔽和消除杂散光。
检测器（Detector）
：Antaris 采用的是高灵敏度的 InGaAs 检测器。Antaris 的各个采样模块
均有自己独立的检测器。
衰减轮（Attenuator wheel）：衰减轮用于为不同样品 NIR 光谱的测定优化最佳的能量。
Antaris 的衰减轮有四种选择（在建立 Workflow 时可通过 Optimize Gain 进
行自动优化）
，各自对能量的衰减如下：
 仪器后部面板
Antaris 仪器的后部面板上主要有电源接口、计算机接口和可选择的吹扫气体接口。另外还有
为 Thermo 客户服务工程师对仪器进行诊断预留的信号接口和为外部附件和外部信号输入预留的
接口。
64
Antaris 近红外分析仪培训手册
第二节 RESULT Integration 软件基本功能介绍
1．打开 RESULT Integration 软件：
从桌面双击
图标，或从“开始-程序-Thermo Nicolet”中打开。
标题栏
菜单栏
工具条
导视窗口
2．设置 RESULT Integration 的基本选项
可以拖动的边框
显示和参数设置窗口
从 Edit 菜单的 Options 项中打开下列对话框：
设置文件存档路径
光谱和报告保存路径
背景保存路径
使用 Collect Standards 采集标准
样品光谱时的光谱保存路径
设置 Workflow 和模型文件路径
Workflow 和模型文件存放路径，
HTML 格式的图片存放路径
设置仪器系统的配置
选择所用的仪器的配置
选择是安装有 ValPro
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Antaris 近红外分析仪培训手册
注意：1．此处设置的路径均为在建立 Workflow 和对 Workflow 进行测试时各类文件的默认保存路
径（相当于上级文件夹）
，在建立 Workflow 过程中，可在相应的参数设置中设置子文件
夹，但不能更改上级文件夹路径。
2．Workflow 和该 Workflow 中包含的 TQ 模型文件必须在同一路径中。
3．初始情况下，C:\RESULT Data\Images 文件夹中包含一些初始的 HTML 图片文件，如表
示通过或不通过的图标
和
。这些图标可以用于我们设计的分析报告中，也可以自
己往其中添加一些有用的图片，如公司的 Logo 等，以便设计更为用户化的报告格式。
3．RESULT Integration 窗口介绍
4．
（1）标题栏：
显示当前打开的文件文件名
（2）菜单栏：
File（文件）
新建 Workflow
打开 Workflow
保存 Workflow
Workflow 导出
对文件进行数字签名
检查数字签名
测试 Workflow
退出软件
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Antaris 近红外分析仪培训手册
Edit（编辑）
剪切
拷贝
粘贴
清除
撤销
重复
重置
添加
Workflow 向导
后退
前进
重置
选项
Tools（工具）
确认标准样品采集参数
采集标准样品光谱
用 TQ 建模
快速采集光谱
查看光谱
Multiplexer 光路位置
Help（帮助）
关于 RESULT
（3）工具条：
新建 Workflow。
打开 Workflow。
保存 Workflow。
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Antaris 近红外分析仪培训手册
测试 Workflow。点击此按钮，测试所打开的或所建立的 Workflow，弹出如下窗口：
在此窗口中，按
开始运行 Workflow。并会按 Workflow 中设定的格式
显示报告，如下：
在得到报告窗口的界面上点击鼠标右键，其中回弹出一些快捷键，如打印等。
添加一项“事件（Event）”。RESULT Integration 中将各个功能选项如光谱采集
（Collect）
、样品测定（Measurement）、得到报告（Report）和数据存档（Archive）
等分别当成相互关联的 Event，它们可以在 RESULT Integration 中根据需要任意
排列和组合。当然 RESULT Integration 中还包含许多其它的功能选项，也可以通
过添加 Event 进行添加，与前面的几个基本 Event 一起，变成一个完整的样品分
68
Antaris 近红外分析仪培训手册
析和报告流程。
按 Add 按钮后，
在弹出的对
话框中选中需要添加的
Event ， 此 时 在 RESULT
Integration 中的导视窗口中
机会出现对应的 Event，在
右边的显示和参数设置窗
口中可以对其各种参数
（Specification）进行相应
的设置。
按此按钮可以使用 RESULT Integration 的向导建立基本的 Workflow。其中包含 4
个常用的功能选项分别是如光谱采集（Collect）、样品测定（Measurement）、得
到报告（Report）和数据存档（Archive）
。
设置样品名称
Event：
光谱采集（Collect）
样品测定（Measurement）
得到报告（Report）
数据存档（Archive）
69
Antaris 近红外分析仪培训手册
在导视窗口中展开各项
收缩导视窗口中的各项
（4）导视窗口
什么是 Workflow（工作流程）？
Workflow 是 Thermo 为工业环境下的样品分析所设计的解决方案中的一个概
念。每个 Workflow 中可以包含一个或多个如光谱采集（Collect）、样品测定
（Measurement）、得到报告（Report）和数据存档（Archive）等功能选项，取决
于分析流程设计者的需要和愿望，可以对这些 Event 进行任意排列和组合，以达
到按照设计者预定的程序对样品进行检测，对结果进行分析和报告的目的。
一旦 Workflow 被设定好并经过测试通过，该 Workflow 便可以任意转移到工
业现场或其它的场所的仪器上，按照精确的完全重复的参数进行光谱采集和样品
分析。
Event 的概念
在 RESULT Integration 建立 Workflow 过程中，
一个 Workflow 通常需要包 含如光谱采集（Collect）、
样品测定（Measurement）
、得到报告（Report）和数 据存档（Archive）等步骤，这些每一个步骤通常
都可以是一个独立的任务，有各自独立的参数需要设置，因此，RESULT Integration 将其称为 Event（事
件）
。
工作流程树（Workflow tree）
在 Workflow 中，将各种 Event 排列在一起，它们之间可以是
通常的先后关系、“如果…或者…”（Perform If）的关系、或者还可
以在其中包含一个循环（Repeat）
，以组成一个完整的工作流程，于
是这些 Event 就构成一个工作流程树（Workflow tree）。在 RESULT
Integration 的导视窗口中可以非常清晰的看到这种关系，如右图。
在 RESULT Integration 的导视窗口中的 Event 项中，如果某一
项前面的标志是“
”，说明它包含有子事件，双击该项或点击其前
面的 ，使其变为 ，即可将其下的子事件展开，如下：
70
Antaris 近红外分析仪培训手册
或者点击工具栏上的
或
将所有隐藏的子事件全部展开或收缩。
（5）显示和参数设置窗口
首先，显示和参数设置窗口中显示的内容和可以设置的参数与鼠标在
左边导视窗口中选中的项目是一一对应的，如当导视窗口中选中的是
Collect 事件，显示和参数设置窗口中显示的界面如下：
而如果当导视窗口中选中的是 Measure 事件，显示和参数设置窗口中则显示如下：
71
Antaris 近红外分析仪培训手册
如果要查看或设置某一个参数（Specification）的更为详细的信息，可以按其后面的
按钮，如：
点击上面的
按钮，对应的信息出现如下：
如果要回到前一窗口，点击导视窗口中对应的 Event 即可，或点击工具条上的
相反，则按
。
第三节 工作流程（Workflow）的建立
一个简单的工作流程通常包括光谱采集（Collect）、测定（Measure）、报告（Report）
和存档（Archive）。本节介绍基本的工作流程建立方法和对应的参数设置。
1.
打开 RESULT Integration 软件，从 File 菜单中的 New Workflow 选项或工具栏上的
建一个 Workflow，并点击
工具新
工具将其保存到预先计划好的路径下。然后点击工具栏上的
Wizard 向导。弹出如下窗口：
72
Antaris 近红外分析仪培训手册
样品名称或其描述信息
光谱采集的各项参数：
1．采集方式的选择 Sample Specification
2．背景和样品采集时的提示信息 promt
3．采集次数 Number of scans
4．分辨率 Resolution
5．光谱数据格式 Data format：
测量项
当前 Workflow 的保存路径
模型文件
建模方法
测定指标
报告项：
表头 Header、表格 Table、光谱 Spectrum
数据存档项
是否需要数字签名
2.
在 Sample Material 栏输入样品的名称，如：
3.
在 Collect 栏选择所需要的采样方式，如：
 Sample Specification 后的选择框中选择所需要使用的采集方式，例如上棉的图示中选择的是
积分球（Integrating Sphere Sample）
；
 Sample prompt 后的文字框中输入才采集样品光谱前的提示信息；
 Background prompt 后的文字框中输入才采集背景光谱前的提示信息；
 Number of Scans 后的文字框中输入扫描次数，仪器会按设定的次数采集光谱，并自动取平均
值。例如，对于使用积分球旋转杯采集固体粉末样品光谱时，通常的扫描次数会稍多，可设
73
Antaris 近红外分析仪培训手册
为 64 次，这样，旋转杯大约旋转两圈，从而提高不均匀样品的光谱代表性。另外，扫描次
数越多，光谱信噪比会越好，结合样品分析时对速度的要求，恰当选择扫描次数；
 Resolution 后面的选择框中选择光谱分辨率。分辨率越高，光谱中的信息量越多，但是，信
噪比会越低，采集时间越长。通常，NIR 光谱以 8cm-1 分别率为宜；
 Data format 为光谱数据格式，通常，漫反射用 Log（1/R）
，透射分析用 Absorbance。
4.
在 Measure 框中选择对应的分析模型
首先要确认所要使用的模型已存在于该 Workflow 对应的文件夹中。
Path 后面显示的是当前 Workflow 所在的路径
Analysis method 后面的选择框中选择需要使用的模型名称，然后在接下来的 Measurement type
后面的选择框中就会对应的显示该模型所用的方法，下面的 Measurement 后的框中会出现该模
型测定指标的名称。
5.
在 Report 框中选择分析报告选项
选中 Header、Table 和 Spectrum 表示报告中包含一个报告头、结果表格和光谱图。如果选中
了 Print report，则在分析完成后会自动打印报告。
说明：上面的各项参数的设置在接下来的对应的参数设置界面中还均可进行重新设置或修改。
6.
7.
选中 Archive 项
点击 OK，关闭当前窗口，界面则如下：
74
Antaris 近红外分析仪培训手册
此时，
导视窗口中的鼠标是在 Workflow 上，因此，后面的显示和参数设置界面显示的是与 Workflow
对应的选项，在 Perform 和 Comments 下的文字框中输入对该 Workflow 的描述信息，如说明该
Workflow 的用途和方法等。
8.
鼠标单击导视窗口中的
，对应的右边的显示和参数设置界面如下，相应的
也写入一些描述信息即可。
9.
展开导视窗口中的各项，方法可以是点击 Perform 前的 ，或使用工具栏上的
工具。
75
Antaris 近红外分析仪培训手册
10. 将鼠标点击导视窗口中的
，对应的，右边的显示和参数设置窗口如下：
设置详细信息
扫描次数
光谱格式
背景采集频率
设置采集背景前的提示信息
设置采集样品前的提示信息
其中扫描次数、光谱格式、设置背景采集和光谱采集的提示信息与前面所述相似。这里只介绍
Sample specification 后的相信信息设置：
点击 Details 按钮，显示和参数设置窗口变为：
76
Antaris 近红外分析仪培训手册
上面的窗口中，Sample technique 显示为前面所选择的积分球：
注意：对于不同的采样技术，上面的窗口显示会有不同，其对应的选项也会有不同。例如，如果
选择的是透射方式（Transmission Module），则上述窗口为：
对于积分球方式，Sample Cup Spinner 后面可以选择是否使用样品杯旋转器，如果使用，则选为
Spin sample cup，不使用则选择 None，如下：
而对于透射方式，则没有该项，而有 Sample position 项，因为 Antaris 的透射分析用的样品穿梭器
有前后中三个位置，如下，样品可以放在前（Front）或后（Rear）
，一般情况下放在前面比较方便。
77
Antaris 近红外分析仪培训手册
Background specification 后面也有 Details 按钮，点击它，如果是积分球模式，界面如下：
如果是透射模式，Background Collection 框会有些不同，如下：
其中多了一项 Position，可以设置透射分析时背景的位置，Background Position 为默认的背景位置
（样品穿梭器中间的空光路）
。
Number of background scans 为设置背景扫描次数，有两个选项，一个为与样品扫描次数一样，一
个为样品扫描次数的两倍。
Pre-collection delay（sec）为设置采集背景前是否要延迟几秒钟
如果不选中 Collect background at the sample position as sample collection 项，则光谱采集时会自动
以内置的积分球金箔材料为背景；如果选中该项，则可以以自己的材料为背景，在背景采集时，
将背景材料放在样品同样的位置上。
点击工具栏上的
工具，回到前一窗口，继续其他参数设置。
Pre-collection delay（sec）后面可设置样品采集前是否要延迟几秒钟。
Resolution 为分辨率，见前面的叙述。
Attenuator 和 Gain 两个参数用于优化用于当前样品分析的最适能量，可以根据经验手动选择，也
可以让仪器自动优化。
自动优化的方法是：将一个待分析的代表性的样品置于样品光谱采集的位置上，点击
78
Antaris 近红外分析仪培训手册
按钮，弹出如下窗口：
点击该窗口中的 Start Measure，仪器会自动完成能量优化，完成后，点击 Use Selected Settings
即可。
Spectral Range 框中设置光谱范围，如下：
默认光谱范围为 10000-4000cm-1。可以将 Use standard range in cm-1 不选中，然后自己输入
光 谱 范 围 。 注 意 除 了 Standard Tablet Module （ 标 准 药 片 采 样 模 块 ） 的 最 大 光 谱 范 围 为
12000-5880cm-1，Antaris 其它模块的最大光谱范围均为 12000-3800cm-1。
完成上述步骤后，Collect 事件对应的参数基本设置完毕。
11. 下一步鼠标点击导视窗口中的
，右边的显示和参数设置窗口如下：
79
Antaris 近红外分析仪培训手册
Measure 事件的作用是作用是用已经建立好的特定的模型测定前一步所采集的光谱。
在 Spectrum to be measured 中选择需要测定的光谱，如下：
由于本节的例子中只有一个 Collect 事件，所以在该处只有 Solid powder 可选。如果 Workflow
中包括多个 Collect 事件，则对应的有多个光谱可被测定，例如：
则在 Spectrum to be measured 中对应的需要选择该 Measure 事件所需要测定的光谱。
在 Measurement specification 项设置对应的模型：
点击其后部的
按钮，窗口如下：
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Antaris 近红外分析仪培训手册
当前 Workflow 的保存路径
选择对应的模型文件
建模所使用的方法
模型测定的指标
12. 设置报告项（Report）
。鼠标点击导视窗口的
点击 Report specification 项下的
，显示和参数设置窗口如下：
按钮，窗口如下：
设置报告的名称，会显示在报告的第一
行
报告中包含的各项。使用窗口下方的
Add 和 Remove 按钮可添加或删除各项，
Move up 和 Move down 按钮可对报告中
的各项进行上下排序。使用右方的 New
按钮可以新建报告项， Details 按钮可
以查看和设置各项的详细参数。
81
Antaris 近红外分析仪培训手册
13. 设置存档（Archive）项。存档项中可以设置光谱和报告的保存路径和格式。鼠标点击导视窗口
中的
，右边的显示和参数设置窗口如下：
需要存档的项目，可通过下方的 Add
和 Remove 按钮添加或移除
保存路径
报告和光谱保存格式设定，还可设定
报告和光谱是否为只读文件
报告和光谱存档文件名。可设置为提
示输入文件名或自动命名
14. 使用工具栏的 Add 按钮添加事件（Event）。点击工具栏上的
按钮。窗口如下：
根据设置工作流程的需要，可以使用工具栏上的 Add 按钮添加各种 Event，然后按类似于前
面各步的方法设置各项参数，在导视窗口中根据需要设置好次序，以达到按既定的程序对样品进
行分析的目的。例如，如果要按照下面的流程建立一个原料检测的程序：
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Antaris 近红外分析仪培训手册
采集光谱
测定与标准样品相似度
报告测定结果
如果相似度小于某
一定值
如果相似度大于某
一定值
原料不合格
原料合格
测定其中化学成分含量
提示向上级汇报
打印总结报告
可以对应的按下述方式设置 Workflow。
15. Workflow 的测试。按前述方法建立好 Workflow 后，可以通过工具栏上的
按钮，对 Workflow
进行测试，以检查 Workflow 是否能够按照预定的程序运行。
点击
，弹出如下窗口：
83
Antaris 近红外分析仪培训手册
点击窗口下方的
，Workflow 即会按照设定的程序运行。在左下方的窗口中同时
会显示每一步的执行状态。在右边窗口的下方，如果选中“show report”，则上方的窗口中会显示
运行过程中产生的报告，如果选中“show spectra”，则上方的窗口中会显示运行过程中测定的光谱。
通过测试，可以确认 Workflow 是否按照既定的程序正常运行，以及产生的报告格式是否符
合需要。
第四节 Workflow 建立实例
本 节 以 一 个 烟 草 化 学 成 定 量 分 析 工 作 流 程 的 建 立 为 例 ， 说 明 如 使 用 RESULT
Integration 建立 Workflow。
首先，我们确立该 Workflow 需要完成的基本任务和流程为：

第一步：采集样品的光谱图；

第二步：分别用已建立好的模型测定尼古丁(Nic)、总糖(Ts)、还原糖(Trs)、总氮(Tn)、氯(Cl)
等成分的含量；

第三步：软件弹出对话框，提示输入当前分析的样品的名称

第四步：自动生成报告

第五步：保存样品的报告和光谱图
84
Antaris 近红外分析仪培训手册
实际工作中，样品的分析往往是成批进行的。因此，通常还希望软件能够自动重复进
行一批样品的分析，而在样品更换过程中能自动提示输入样品名，并除了得到各个样品的
报告和光谱图外，还能得到一批样品的总分析报告。这样一来，Workflow 的任务相当于：
输入待分析的一批样品的数量 n
Repeat
第一步：采集样品的光谱图；
第二步：分别用已建立好的模型测定尼古丁(Nic)、总糖(Ts)、还原
糖(Trs)、总氮(Tn)、氯(Cl)等成分的含量；
第三步：软件弹出对话框，提示输入当前分析的样品的名称
第四步：自动生成报告
第五步：保存样品的报告和光谱图
循环过程
提示输入当前的样品名称
得到和保存当前样品的报告和光谱图
没有完成
当前一批 n 个样品有没有分析完成？
完成
得到和保存总报告
为了按上述步骤实现分析任务，可以按下述方法设计 Workflow。先计划好该 Workflow 保存的路
径、各样品分析报告和光谱保存路径、批次样品总报告的保存路径，然后将所各分析指标对应的分析
模型复制到 Workflow 对应的文件夹中。
一、使用 RESULT Integration 向导建立工作流程
1． 从桌面或“start—programs-Thermo Nicolet”中打开 RESULT-Integration 软件。
2． 点击工具栏上的
，出现如下窗口：
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Antaris 近红外分析仪培训手册
样品名称或其描述信息
光谱采集的各项参数：
1．采集方式：如积几分求漫反射
Integrating sphere sample
2．背景和样品采集时的提示信息
3．采集次数 Number of scans：例 72 次
4．分辨率 Resolution：8cm-1
5．数据格式 Data format：Aborsorbance
测量：
此处选中 measure 前面的复选框即可
报告：选中 Report 前面的复选框，
选中报告的表头 Header、表格 Table、
光谱 Spectrum
数据存档：选中 Archive 前面的复选框
即可
依次选中各项必须选项，输入必须的信息，例如：
点击“OK”结束
3． 前面点击“OK”后，窗口如下：
86
Antaris 近红外分析仪培训手册
双击 performe tobacco
或点击前面的
变为
使其
，则会展开各
项，如下：
然后即可以分别选中
上面各项，在右边对
应的窗口中分别进行
进一步设置。
二、设置各项 Event 的参数
4． 选中第一项“Collect tobacco”，对光谱采集进行设置，窗口如下：
在使用向导 Wizard 时已经设置过分辨率 Resolution（为 8cm-1）、扫描次数 number of scan(为
72)。在烟草粉末样品光谱采集时，还需要旋转样品杯，所以可以通过 sample specification 后面
的“Details”按键进入到下一个界面。
87
Antaris 近红外分析仪培训手册
点击“Details”，界面如下：
样品杯旋转设置项
点击下拉键头，选
中 Spin sample cup，
如下：
三、将 Measure 事件与模型进行关联
5． 设置测定（Measure）项。点击导视窗口的 Measure tobacco 项，如下：
在 此 处 将
Tobacco 修 改
为所需要测定
的第一个指标
如 NIC
点击此处的
“Details”，出
现下面的界
面：
88
Antaris 近红外分析仪培训手册
单击此处的下
拉键头，选择
对应 NIC 的分
析模型。
注意：在建立
workflow 前，
须将各分析模
型 复 制 到
“ C:\RESULT
Data\Workflow
”目录下，不
然，此处找不
到分析模型。
四、使用 Add 命令添加 Event
6． 添加测定（Measure）项。点击工具栏上的
命令，出现如下窗口：
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Antaris 近红外分析仪培训手册
此处输入测定第二
个指标的名称，如
Ts（总糖）
选中 Measure
点击 OK 结束
出现如下窗口：
点击此处的
“New”按钮，
表示新建的分
析指标。出现
下面的窗口。
90
Antaris 近红外分析仪培训手册
点击 OK，界面如下：
单击此处的下拉
箭头，选择对应
Ts 的分析模型。
注意：在建立
workflow 前，须将
各分析模型复制
到 “ C:\RESULT
Data\Workflow”目
录下，不然，此处
找不到分析模型。
这样，就完成添加第二个分析项目的任务了。
91
Antaris 近红外分析仪培训手册
7． 按步骤 6 一样的方法添加其它分析项目。以 NIC、Ts、Trs、Tn、Cl 五个指标为例，添加好后，出
现如下界面：
8． 添加 Request 事件，让 Workflow 在运行过程中，每个样品输入完成后，弹出窗口提示操作人员输
入样品名称。
点击工具栏上的 Add 按钮，在弹出的对话框中选中 Request 项，在对话框上部 Base name
后的文字框中输入“sample name”（样品名），点击 OK，窗口如下：
点击右边显示和参数设置窗口中的 New 按钮，窗口如下：
92
Antaris 近红外分析仪培训手册
点击下部的 Add 按钮，探出如下对话框：
在上面对话框的 Enter text for operator prompt:下的文字框中输入“sample name”，下方的
Select data type:下的选择框中选中“String”，OK 即可。显示于参数设置窗口变为如下：
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Antaris 近红外分析仪培训手册
其中出现了 Request 项：
五、设计报告格式
9． 设置报告 Report。点击上述界面中左边的 Report 项，界面如下：
点击“Details”设
置细节，显示于参
数设置界面如下：
94
Antaris 近红外分析仪培训手册
此窗口中包含第 2 步使
用向导时报告栏选择
的各项，Header（报告
头）
、Result（结果）和
Spectrum（光谱）。分别
选中各项，点击右边的
Details 按钮可对其进行
进一步设置。
选中上面的 Result table 项，按右边的 Details，或双击 Result table 项，界面如下：
此处点击下拉箭头，选
中第一项，表示表格横
方向排列。
此处选择表格边框样式
此项不选中
依次按此处的 Add 键，
依次将 Operator Answer
和各测定指标项加入
到报告中。点 Add 按钮
弹出的窗口如下：
95
Antaris 近红外分析仪培训手册
依次加完各项后，界面如下：
点击工具栏上的
命令，回到前一窗口，如下：
点击此处的 New
键，加入一个表
格，用于显示对样
品光谱检查的结
果。
RESULT 软件还可以通过将所测得的样品的 NIR 光谱与模型中样品的光谱进行比较，并给
出检查结果，以便为测定结果的准确性提供参考。下面在报告中加入一个表格对样品光谱
进行检查，包括全光谱检查、测定指标对应的光谱范围检查和各指标含量范围检查。点击
上面窗口中的 New 键后，出现窗口如下：
96
Antaris 近红外分析仪培训手册
在此文字框中为所加
的表格去一个名字
“Spectrum Check”
选中第一项 Table（表
格）
，单击“OK”结束
然后会出现如下界面：
此处点击下拉键头，选中第
一项，表示表格横方向排列。
此处选择表格边框样式
此项不选中
依次按此处的 Add 键，依次
加入表格中包含的各项，弹
出的窗口如下：
先选中一项指标
再在此下拉箭头键头中依次
选中 Analysis limits(分析限
检查)、Full spectrum check(全
光谱检查)、Spectrum region
check(光谱区域检查)
97
Antaris 近红外分析仪培训手册
顺序加入各项分析指标对应的 Analysis limits(分析限检查)、Full spectrum check(全光谱检
查)、Spectrum region check(光谱区域检查)，完成后显示于参数设置窗口如下：
完成上述各步后，按工具栏上的
命令，界面如下：
从此窗口可见，报
告项目中包括一个
报告头（Header
table）
、结果表格
（Result table）
、光
谱（Spectrum
plot）
，还有一个用
于显示光谱检查结
果的表格（Result
table - spectrum
Check）
。
10．设置存档 Archive 项。点击左边导视窗口中的的 Archive 项，界面如下：
98
Antaris 近红外分析仪培训手册
此窗口中包含
Spectrum
和
Report，表示需
存档的项目，
可通过下面的
Add 和 Remove
按钮进行选择
或删除
此处可设置存
档文件的路
径，默认路径
为 ”C:\RESULT
Data\Archive”
选中此项，存
档前会提示输
入文件名
六、保存 Workflow
11． 保存 workflow 文件。按工具栏上的
命令，弹出保存窗口，输入文件名，点击 save，完
成保存。
此例中，将该 Workflow 保存的文件名设为 example。
99
Antaris 近红外分析仪培训手册
七、添加 Repeat 事件
12． 使用 RESULT-Integration 的 Repeat 功能实现对样品进行成批分析。点击工具栏上的
命令，
在弹出的窗口中下拉滚动条，找到
项，
选中，在上面的文字框中输入描述文字，点击 OK。如下：
描述文字
滚动条
选中此项
这样，界面如下：
选中此项，在分
析时，会弹出一
个对话框，请求
输入重复测定
的次数，也就是
待分析一批样
品的数量，默认
状态为 1。
完成上面步骤后，将 collect 项，各 measure 项，report 项和 Archive 项分别拖到 Repeat 项
100
Antaris 近红外分析仪培训手册
下，方法为鼠标选中需要被拖入的项，按住鼠标左键不放，移动鼠标指向 Repeat 项，再松
开左键，即可。各项均拖入到 Repeat 事件下，界面如下：
13． 设置批次样品总报告 report。点击工具栏上的
命令，在弹出的窗口中选中 Report 项，在
Base name 后面输入 total report，点击 OK，如下：
101
Antaris 近红外分析仪培训手册
点击 OK 后，新出现界面如下：
点击 New 按钮
点击 New 按钮后出现新界面如下：
点击此处的 New 键，
弹出的窗口中选择
Summary。如下：
102
Antaris 近红外分析仪培训手册
点击 OK，界面如下：
此项不选中
此处点击下拉箭头，选
中第一项，表示表格横
方向排列。
此处选择表格边框样
此项选中
式
依次按此处的 Add 键，
依次加入表格中包含
的各项，弹出的窗口如
下：
按第 8 步方法先加入 Operator Answer 项，再依次加入各分析指标项，完成后界面如下：
103
Antaris 近红外分析仪培训手册
14． 存档 Archive 总报告。点击工具栏上的
命令，在弹出的窗口中选中 Archive 项，在 Base
name 后面输入 total report，点击 OK，如下：
点击 OK 后，新出现界面如下：
104
Antaris 近红外分析仪培训手册
点击此处 Add 按钮，
弹出如下窗口：
选 择
Report
total
report 项，点击 OK
设置总报告存放路径
自动命名
选中该项，文件名中加入日期时间
上面的步骤完成后，界面如下：
八、将各 Event 按合理次序排序
105
Antaris 近红外分析仪培训手册
15． 将
和
项拖入到
中，方法见第 11
步。结果如下：
16． 按第 10 步方法再次保存 workflow，并覆盖以前的文件。
九、Workflow 的测试
17． 按照前一节步骤 15 的方法，可对建立好的 Workflow 进行测试，以检查所建立的 Workflow 是否
按照预定的程序运行，报告的格式是否符合要求，如果不是，可对其作相应的修改，直至满足要
求。
106
Antaris 近红外分析仪培训手册
第四章
RESULT-Operation 操作软件
第一节 RESULT-Operation 软件基本功能简介
RESULT-Operation 提供非常直观的图形界面，使仪器操作变得简便易行。本节介绍
RESULT-Operation 的基本信息。
1．打开 RESULT Operation 软件：
从桌面双击
图标，或从“开始-程序-Thermo Nicolet”中打开。
在打开 RESULT Operation 软件时，取决于您的 Windows 系统配置，可能会弹出密码输入窗口，
如下：
输入您登陆 Windows 时一样的密码即可。
2．RESULT Operation 主窗口介绍。
（1） 菜单栏：
107
Antaris 近红外分析仪培训手册
如果您拥有管理员的权限，下面介绍的所有功能您都可以使用。
 管理（Administration）
。拥有管理员权限的用户可以管理用户
（Mange Users）
、管理工作流程（Manage Workflows），设置
RESULT 项（RESULT Options）和 Valpro 项（Valpro Options）
（如果系统安装有 Valpro 的情况下）
，和配置系统（Configure
System）。
 日志（Logs）—操作记录。拥有该权限的用户可以使用该菜单
中的各个选项查询仪器和软件的各项使用记录。
 标准样品采集（Standards）
。拥有该权限的用户可以使用该菜
单进行标准样品的光谱采集。
 维护（Maintenance）
。拥有该权限的用户可以使用该菜单中的
各项进行快速光谱采集（Quick Collect），检查仪器的状态
（Instrument Status）
，准值仪器（Align Instrument），检查仪器
（Instrument Check）
，更新服务记录（Update Service Log）和
运行 Workflow 中的光谱采集（Test Sample）
、背景采集（Test
Background）和测定项（Test Measurement）
。
 服务（Service）
。拥有该权限的用户可以使用该菜单中的选项
更新仪器的信息如光源等部件的更换。从此菜单中还可以获得
有关仪器的维护和帮助信息。
上面的选项中如果有些显示成灰色，不能使用，则是由于您没有足够的权限所致。RESULT 软件
可以设定各个用户的不同权限。
（2） 操作工具栏：

运行（Go）
。使用此按钮开始运行 Workflow。
108
Antaris 近红外分析仪培训手册

暂停
（Pause）
。在运行 Workflow 时，Go 按钮会变成 Pause 按钮，按 此
按钮，RESULT 会在完成当前任务后暂停。

停止（Stop）
。在 Workflow 运行过程或暂停过程中，此按钮出现。使
用此按钮终止运行。RESULT 会在完成当前任务后终止。

恢复（Resume）
。使用 Pause 按钮后，对应的会出现 Resume 按钮，
使用该按钮会恢复 Workflow 的运行。

选择 Workflow（Select Workflow）。使用此按钮选择需要运行的
Workflow。

运行 Valpro（Valpro Qualification）
。如果系统配置了 Valpro，则可以
使用该按钮运行 Valpro 系统资格认证程序。

Workflow 确认（Verify Workflow）
。

退出（Log Off）
。退出界面，关闭软件。
（3） 显示窗口
在 RESULT Operation 窗口的左侧，有两个显示框：
当前登录的操作者的信息
当前选择的 Workflow 的名称
在该窗口的下方，有 Valpro 和 Verification 指示框：
109
Antaris 近红外分析仪培训手册
（4） 操作指南文件显示框
如果当前选择的 Workflow 附带有草作指南文件，在 Valpro 和 Verification 指示框的下方则是操
作指南文件显示框：
如果要显示操作指南，方法是从下拉箭头中选中该文件，这样在右边的窗口中就会打开 Acrobat
Reader 阅览器，显示操作指南文件。如下：
说明：只有所选中的 Workflow 附带有操作指南文件，上述操作指南文件显示框才会显示。为
Workflow 附带操作指南文件的方法见后。
（5） 报告导视框
在操作指南文件显示框下面是报告导视窗口。在 Workflow 运行
过程中或在 Valpro 运行过程中产生的各项报告均会列于报告导视
框。要显示某个报告的内容，只需在该框中选中对应的文件名，
右边的显示窗口中机会得到及时显示，如下：
110
Antaris 近红外分析仪培训手册
（6） 状态显示框
在报告导视框的下面就是状态显示框。
状态显示框显示当前 Workflow 运行的每一步过程。
（7） 显示区域
显示区域显示所选中的各项报告或其它需要
被显示的内容如操作指南文件等。
在显示窗口区域，点击鼠标右键，会弹出一
个菜单，选中其上的 Print（打印）项，可以
直接打印显示的内容，或者先用鼠标选中要
打印的内容，再点击右键，按打印，则会打
印所选中的内容。
111
Antaris 近红外分析仪培训手册
第二节 将 Workflow 调入到 RESULT Operation 中
1． 打开 RESULT Operation 软件
2．从 Administration 菜单中选中 Manage Workflows 项，如下：
弹出如下窗口：
使用 Add 按键，添加所建
立 的 Workflow 。 点 击
Add，弹出如下窗口：
点击下拉箭头，选择对应的
工作流程文件名，点击 OK
如果所需要加入的 Workflow 不在默认的路径（RESULT 原始的默认路径是 C:\RESULT Data\Workflows）
下，则需要使用 Browse 按钮先选择路径，然后同样的方法选择 Workflow 文件。
一个建立好的标准化的 Workflow 通常还可以为其编写一个操作指南。RESULT 软件可以将 pdf 格式的
操作指南文件在 RESULT Operation 中与对应的 Workflow 关联在一起。方法是使用上面的窗口
Workflow Specifications 栏中的 Attach 按钮，如下：
112
Antaris 近红外分析仪培训手册
点击上面窗口中的 Attach 按钮，弹出下面的对话框：
如果所需要选择的操作指南文件在默认的 C:\RESULT Data\Instructions 路径下，则可以直接使用
后面的下拉键头选择对应的文件：
如果所需要选择的操作指南文件不在该路径下，则可以先选中 Specify custom path 前面的选择框，
然后使用 Browse 按钮设置路径，再在该路径下选择对应的 pdf 文件，也可以先将该文件复制到默认的
C:\RESULT Data\Instructions 路径下，再进行选择。
选择好后按 OK 按钮即完成。如果要删除操作指南文件，则可使用 Detach 按钮。
113
Antaris 近红外分析仪培训手册
已经选中的 Workflow 文件.
选择此项，允许使用该分析流程
采集标准样品光谱
点击 OK 完成 RESULT-Operation
与工作流程的进行关联
完成上述步骤后就可以从工具栏的 Select Workflow 中选择上述所添加的 Workflow 进行实验。
第三节 在 RESULT Operation 中运行 Workflow
所谓的Workflow（工作流程）是指用RESULT Integration 将一系列的任务按预定的程
序编成的可用于控制光谱采集、数据测定、创建报告和进行数据存档或打印等任务的一个
文件，它可以在RESULT Operation软件中被调用。另外，Workflow还可以作为一个标准的
操作流程文件，使得技术中心或方法开发部门建立的标准方法可以精确无误的转移到相应
的分析检测部门。
使用前一节的方法将所需要使用的Workflow调入到RESULT Operation软件中后，则在
以后每次进行样品分析前可按下述步骤运行Workflow。
本节中以第三章第四节建立的工作流程为例，来说明在RESULT Operation软件中如何
运行Workflow。
i. 首先按上一节方法将Workflow文件example.wfl调入到RESULT Operation软件中。
114
Antaris 近红外分析仪培训手册
ii. 选择Workflow。打开RESULT Operation软件，点击工具栏上的
按钮，出现如下
窗口：
该窗口中列出了已经被调入到RESULT Operation软件中的所有Workflow。在其中选择
所要运行的Workflow名称，如“example”，然后点击OK即可。
iii. 如果所选择Workflow附带有操作指南文件，在运行Workflow前可先阅读操作指南文件。
方法是按本章第一节方法从操作指南文件显示框中选择该文件：
则RESULT Operation软件会自动打开Acrobat Reader，显示文件内容，如下：
115
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操作指
南文件
显示框
iv. 运行Workflow。点击
按钮，Workflow将开始运行。
按照第三章第四节建立Workflow时的参数设置，在运行example这个Workflow时，首
先会弹出一个对话框，请求输入待分析的一批样品数量。如下：
本例中输入5。
然后会依次弹出背景采集的提示框：
请准备样品的提示框：
116
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在背景提示和样品提示信息出现时，既可以按键盘上的回车键或用鼠标点击提示窗口中
的Continue按钮进行响应，也可以通过仪器面板上的响应按钮进行响应，如下：
在每个样品光谱采集完成、各指标测定结束后，软件会弹出如下的请求输入样品名称
（sample name）框：
在RESULT进行保存光谱和报告前会分别提示输入光谱名和报告名：
在这里，我们将样品名、光谱名及其报告名设为相同的名字，以便于确认。
在Workflow运行过程中，状态显示框中会显示Workflow运行的每一步过程：
在5个样品的分析均完成后，软件会自动得到总报告并自动命名和存档。
如果Workflow中的Archive项设置了需要进行数字签名（Require digital signature），则
117
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在进行报告存档之前，会弹出如下窗口，请求输入密码，输入用户登录Windows时的
帐号密码即可，如果三次输入不正确，则会显示错误。
第四节 在 RESULT Operation 中采集标准样品（Standards）光谱
标准样品（Standards）是指用于建立定性或定量模型所使用已知其指标性质的样品。
见第一章。
前一节介绍了如何利用工作流程和建立好的模型分析实际样品。但是，如果分析模型
还没有建立，或者需要对已有的模型进行扩充或维护，则经常会希望利用相同的 Workflow
采集标准样品的光谱，即相当于只执行 Workflow 中的 collect 这一事件（event），并将光
谱保存。
RESULT Operation 的 Standards 菜单就是为上述目的设计的，如
左图。
首先，对应的 Workflow 必须允许用于采集标准样品的光谱。该项设置在将 Workflow
调入 RESULT Operation 过程中进行（见本章第二节）：
118
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选中该项
如果 Allow collection of standards 项为非选中状态，则在使用 Standards 菜单的 Configure Standards
项时，会出现如下提示信息显示该 Workflow 不能用于收集标准样品光谱：
1．按照前节第 3 步方法选择需要使用的 Workflow。
2．选择 Standards 菜单，选择第一项：Configure Standards。弹出窗口如下：
119
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上面的窗口中包括两个选项组，一个是 Collect 选项组，一个是 Save 选项组。一
般情况下，在 Collect 选项组中的 Sample Information 栏选中“Prompt for sample title(提
示输入样品名称)”，以便在光谱采集完成后提示输入样品名称，如下：
在 Save 选项组中设置标准样品光谱保存路径，并在 File Name（文件名）栏选中
“Use sample title”项，这样光谱保存的文件名自动设为其样品名。如下：
120
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按上面方法完成 Configure standards 后，点击 OK 关闭窗口。
3．点击 Standards 菜单的 Collect standards 项。
仪器会自动执行 Workflow 中的 Collect 事件，并按前述设置保存光谱图。
第五节 运行 Valpro 进行自动性能测试
如果系统安装有 Valpro 资格测试程序包，点击工具栏上的
，软件即会按
照前述运行 Workflow 相似的方式自动运行 Valpro 程序。
Administration 菜单中的 Valpro Options 选项可以用来设置运行 Valpro 的选项，如下：
121
Antaris 近红外分析仪培训手册
设置运行 Valpro 的周期
仪器资格测试
算法资格测试
使用外部标准对透射模块进行资格测试
使用内部标准（认证轮）对积分球模块进行资格测试
使用外部标准对积分球模块进行资格测试
使用内部标准对 SabIR 光纤探头进行资格测试
使用外部标准对 SabIR 光纤探头进行资格测试
使用内部标准对片剂分析模块进行资格测试
使用内部标准对 SoftGel 分析模块进行资格测试
用户自己设计的资格测试
在运行 Valpro 前，须根据仪器的不同配置，和用户的需要，选择设定上述各项。
第六节 仪器操作日志查询（Logs 菜单）
RESULT Operation 的 Logs 菜单中可以分别查询 Users（用户）、
Workflow、Archive（存档）、Pass/Fail、Valpro、Service、Measurement、
Administration 等记录。选中 Logs 菜单中的对应的项目，在弹出的对话
框中进行必要设三置，RESULT Operation 就会显示对应的记录，如下：
122
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第七节 仪器检查和维护（Maintenance 菜单）
1.
使用 Maintenance 菜单的 Quick Collect 项可以快速的采集样品
的光谱，该功能通常在想要预先察看一个样品的光谱，或者
在不确定用什么方法采集器光谱的情况下使用。选择 Quick
Collect 项，出现如下窗口：
在该窗口中依次设定好各项参数，按 OK 即可开始采集样品光谱。
2.
使用 Maintenance 菜单的 Instrument Status 项可以显示仪器的状态基本信息。选中该
项，出现如下窗口：
123
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在其上选择需要显示的各项，点击 OK，即会在显示窗口中显示对应的信息。
3.
使用 Align Instrument 项对仪器进行准直。Align Instrument 的作用是执行下面的功能
以对仪器的性能进行自动优化：
i.
调节仪器主板的数字转换器和放大器，以优化其性能；
ii.
调整激光信号，确保光束从分束器中心位置穿过；
iii.
优化 IR 信号，使其穿过分束器的信号最强。
选中 Align Instrument 后，弹出如下窗口：
运行过程中会显示运行状态，如下：
在运行到 Align laser 步时，扫描指示灯会停止闪烁，为正常现象。
124
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运行结束后，按 OK 关闭该窗口。
4.
使用 Instrument Check 检查仪器是否正常。Maintenance 菜单中的 Instrument Check 以
仪器内部衰减轮（Attenuator wheel）上的聚苯乙烯薄膜样品为标准，检查仪器是否正
常工作。
选中 Instrument Check 项，弹出如下窗口：
在上面的窗口中选择需要检查的模块，如光纤模块、积分球模块、透射模块或片剂模
块，并选择是否保存光谱数据（Archive spectral data）、是否保存报告（Archive reports）、
是否创建服务记录信息（Creat service log entry upon completion）等，然后点击OK，仪
器即会自动采集一系列的光谱，包括干涉图（interferogram）、能量分布图（singlebeam）、
100%线和聚苯乙烯样品光谱图，并分别得到报告。
第八节 软件管理
RESULT 软件的用户帐号和安全管理方式是基于计算机 Windows NT 的，这一点为满
足 21 CFR part11 设计。因此如果您的仪器有多个不同使用者，首先建议在计算机 Windows
中为每个使用者设置帐号和密码，并为不同级别的用户设置相应的 Windows 使用权限，
以便于数据文档的管理。在此基础上，我们可以根据需要设置和管理 RESULT 软件。
1. 将 RESULT 软件设为开机时自动启动。
如果我们将 RESULTIntegration.exe 文件或 RESULTOperation.exe 从 C:\Program
Files\RESULT 路径下复制到 C:\Documents and Settings\All Users\Start Menu\ Programs\
125
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Startup 下。这样，在成功登陆 Windows 后，会自动运行 RESULT Integration 三或 RESULT
Operation。
2. 设置 RESULT Operation 的选项。从 RESULT Operation 的 Administration 菜单中选
中 RESULT Options 项。窗口如下：
各选项的作用说明如下：
附加自己为系统编写的操作指南
设置 Log off 的功能：可以将该按钮的功能设为退出
RESULT 软件或注消当前 Windows 登陆帐户。
自动将 Windows 中 Administrator 级别的用户设为全权限用户
自动赋予 Windows 中 Administrator 以管理员权限
登陆软件时要求输入密码
软件启动时自动打开选择 Workflow 对话框
当软件多长时间没有任何操作时自动退出
仪器选项：
仪器当前配置
是否安装有 Valpro
存档路径设置：
光谱和报告保存路径
背景保存路径
标准样品（Standards）光谱保存路径
126
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定位路径：
Workflow 和模型文件路径
操作指南文件路径
HTML 格式图片文件路径
3. 用户管理（Manage Users）。选择 Adminstration 菜单中的 Manage Users 项，窗口
如下：
添加或删除用户
用户信息：
为每个用户设定的Windows GUID (globally
unique identifier)
用户名
登陆名
用户所在的计算机名或域名
用户权限选项：
运行实际分析的Workflow(Production workflow)
运行离线Workflow
运行Valpro
访问Standards菜单
访问Logs菜单
访问Maintenance菜单
访问Service菜单
访问Administration菜单
4.
Workflow（工作流程）管理（Manage workflow）。选择 Adminstration 菜单中的
Manage workflow 项，窗口如下：
127
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添加或删除 Workflow
为每个Workflow设定的Windows GUID
Workflow名称
Workflow文件路径
Workflow参数：
Workflow的类型
Workflow的状态
为Workflow天际或删除操作指南文件
设置Workflow是否允许用其采集标准样品光谱
Workflow确认：
是否需要确认
确认Workflow的选择
确认的周期
Workflow访问：
设置那些用户可以使用该Workflow。
128
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附一：RESULT 3.0c 新增功能

RESULT Integration 中添加了“Maintenance”菜单。原来只有 RESULT Operations 中有
“Maintenance”菜单。

Collect 事件：
o 背景采集频率可以分钟为单位自行设定时间；
129
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o

Transmission Module 采集样品时，可设定样品仓门在采集样品前或采集样品后自动
打开。
Archive 事件:
o 在路径编辑行下增加了一个 help note
130
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o
在“File Name”部分，增加了一个新的复选框“Append other text results”。通过单击
“Setup”按钮，将弹出一个对话框以便将其它事件生成的文本信息添加到所保存文件的
文件名中：

Report to OPC 事件：参数设置表格中增加了一列“OPC Tag Index”。

Report to Text File 事件：在 Text File 框中增加了一个下拉箭头项用于设置编码类型。
131
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
Write to Excel 事件：一个新的事件，用于将其它事件生成的信息写入到 Excel，并可在 Excel
中自动生成图表。

Read from Excel 事件：一个新的事件，用于从 Excel 中读取信息。
132
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
Collect 事件中， Target Blender Analyzer Sample 下增加了模拟功能：
o Collect 事件– Blend Analyzer sample/background specifications
133
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o

Run Sequence 事件下的 collect 事件: 附加.srs 文件用于 Target Blender Analyzer 的
模拟
在 RESULT Operation 的 RESULT Options 下增加了两个新的设置：
o Automatically grant RESULT administrative privilege to RESULT OPC Client
o Prevent workflows from running if unsigned
134
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
RESULT OPC Server 中增加的新 tags：
o RESULT.BenchStatus
o RESULT.HMILockoutStatus
o RESULT.Workflow.RunContinuously
o RESULT.Workflow.MessageBoxStatus
o RESULT.Workflow.MessageBoxCaption
o RESULT.Workflow.MessageBoxText
o RESULT.Workflow.MessageBoxOKYesButton
o RESULT.Workflow.MessageBoxNoButton
o RESULT.Workflow.MessageBoxCancelButton
o
o
o
o
o
o
o
o
RESULT.Worflow.OperatorRequest.NumberRequests
RESULT.Worflow.OperatorRequest.AcceptButtonStatus
RESULT.Worflow.OperatorRequest.ResetButtonStatus
RESULT.Worflow.OperatorRequest.LoadFromOPC
RESULT.Worflow.OperatorRequest.Request01.Question
RESULT.Worflow.OperatorRequest.Request01.Answer
RESULT.Worflow.OperatorRequest.Request01.DataType
RESULT.Worflow.OperatorRequest.Request01.Required
135
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o
o
o
o
o
o
RESULT.Worflow.CalculateEvent.NumberCalculateResults
RESULT.Worflow.CalculateEvent.ReportToOPCEventName
RESULT.Worflow.CalculateEvent.Calculate01.AttributeName
RESULT.Worflow.CalculateEvent.Calculate01.DataResult
RESULT.Worflow.CalculateEvent.Calculate01.DataType
RESULT.Worflow.CalculateEvent.Calcualte01.CalculateEventName
136
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附二：相关化学计量学算法原理
1、 欧氏距离
欧氏距离（ Euclidean Distance）是一个通常采用的距离定义，它是在 n 维空间中两个
点 xi , x j  R 之间的真实距离，两个向量之间的欧氏距离 dij 计算公式如下：
dij  ( xi  x j )( xi  x j )
对一切i，j和k，dij应该满足如下四个条件：
① 当且仅当 i  j 时， dij  0 ；
② dij  0 ；
③ dij  d ji （对称性）；
④ dij  dik  d kj （三角不等式）。
2、 马氏距离
在多元统计的判别分析中，常采用马氏距离（Mahalanobis Distance），来判别样本点
的类别归属，马氏距离是广义平方距离的一种，以多元正态分布理论为基础，有效地考虑
了均值、方差、协方差三个参数，是一个能够全面描述总体多元结构的综合指标。
假设有两个服从正态分布的总体 G1 和 G2 ， x  R 是一个新样本点，定义 x 到 G1 和 G2 的
马氏距离为 d ( x, G1 ) 和 d ( x, G2 ) ：
d ( x, G1 )  ( x  1 ) S1 ( x  1 )
d ( x, G2 )  ( x  2 ) S 2 ( x  2 )
式中 1 和 2 为总体 G1 和 G2 的均值阵； S1 和 S2 为总体 G1 和 G2 的协方差阵。
判别规政如下：
 x  G1

 x  G2
 待判

如果d ( x, G1 )  d ( x, G2 )
如果d ( x, G2 )  d ( x, G1 )
如果d ( x, G1 )＝d ( x, G2 )
137
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3、 判别分析
TQ Analyst 提供的判别分析采用主成分分析（Principal Component Analysis, PCA）与
马氏距离或欧氏距离相结合的方法。
主成分分析:
近红外光谱包含大量的信息，我们希望有一个或几个较好的综合指标来概括信息，而
且希望综合指标互相独立地各代表某一方面的性质。任何一个度量指标的好坏除了可靠、
真实之外，还必须能充分反映个体间的变异。如果有一项指标，不同个体的取值都大同小
异，那么该指标不能用来区分不同的个体。由这一点来看，一项指标在个体间的变异越大
越好。因此我们把“变异大”作为“好”的标准来寻求综合指标。
1） 主成分的一般定义
设有随机变量 X1，X2，…，Xp， 其样本均数记为 X 1 ， X 2 ，…， X p ，样本标准差记
为 S1，S2，…，Sp。首先作标准化变换
x 
X X
S
我们有如下的定义：
2
2
2
(1) 若 C1=a11x1+a12x2+ … +a1pxp， a11  a12    a1 p  1 ，且使 Var(C1)最大，则称 C1
为第一主成分；
2
2
2
(2) 若 C2=a21x1+a22x2+…+a2pxp，a21  a22    a2 p  1 ，(a21，a22，…，a2p)垂直于(a11，
a12，…，a1p)，且使 Var(C2)最大，则称 C2 为第二主成分；
(3) 类似地，可有第三、四、五…主成分，至多有 p 个。
2） 主成分的数目的选取
前已指出，设有 p 个随机变量，便有 p 个主成分。由于总方差不增不减，C1，C2 等前
几个综合变量的方差较大,而 Cp，Cp-1 等后几个综合变量的方差较小, 严格说来，只有前几
个综合变量才称得上主(要)成份，后几个综合变量实为“次”(要)成份。实践中总是保留前
几个，忽略后几个。
保留多少个主成分取决于保留部分的累积方差在方差总和中所占百分比(即累计贡献
率)，它标志着前几个主成分概括信息之多寡。实践中，粗略规定一个百分比便可决定保
留几个主成分；如果多留一个主成分，累积方差增加无几，便不再多留。
138
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4、 多元线性回归
用回归方程定量地刻划因变量 Y 与多个自变量 X1，X2 … 间的线性依存关系，称为多
元线性回归（Multiple Linear Regression, MLR）。
设有 p 个自变量 X1，X2，…，Xp，一个因变量 Y，以及一份由 n 个个体构成的随机样
本(xi1，xi2，…，xip，yi)，i=1，2，…，n，满足
Yi   0  1 X i1   2 X i 2     p X ip   i ,
 i 独立同N (0,  2 ) 分布
其中 0
为回归方程常数项，也称为截距， 1 ，2 ， … ，p 称为偏回归系数(partial regression
coefficient)，i 表示在除 Xi 以外的其它自变量固定的条件下，Xi 每改变一个单位后 Y 的平
均变化。与上式相应，我们有样本回归方程
Yˆ  a  b1 X 1  b2 X 2    b p X p
其中 a ,b1 ,b2… 等是 1，2，…等的样本估计值，简称回归系数。
5、 主成分回归
主成分分析本身往往并不是目的，而是达到目的的一种手段，把它用在多重回归中，
便产生了主成分回归。
在多重回归曾指出，当自变量间高度相关时，某些回归参数的估计值极不稳定，甚至
出现有悖常理、难以解释的情形。这时，可先采用主成分分析产生若干主成分，它们必定
会将相关性较强的变量综合在同一个主成分中，而不同的主成分又是互相独立的。只要多
保留几个主成分，原变量的信息不致过多损失。然后，以这些主成分为自变量进行多重回
归就不会再出现共线性的困扰。如果原有 p 个自变量 X1，X2，…，Xp，那么，采用全部 p
个主成分所作回归完全等价于直接对原变量的回归；采用一部分主成分所作回归虽不完全
等价于对原变量的回归，但往往能摆脱某些虚假信息，而出现较合理的结果。
6、 偏最小二乘法
偏最小二乘法把模型式的方法和认识性的方法有机的结合起来，在一个算法下，可以
同时实现回归建模(多元线性回归)、数据结构简化(主成分分析)以及两组变量之间的相关
性分析(典型相关分析)，它的提出是多元统计数据分析中的一个飞跃。偏最小二乘法是一
种多因变量对多自变量的回归建模方法，可以较好的解决许多以往用普通多元回归无法解
决的问题。
139
Antaris 近红外分析仪培训手册
偏最小二乘法（Partial Least Squares）分为单因变量偏最小二乘法（PLS1）和多因变量偏
最小二乘法（PLS2）。PLS1 用于对各个组分分别建立数学模型，PLS2 用于同时对多个组
分建立数学模型。
假设要建立各因素构成的数据矩阵 X（包含 p 个变量）与由各目标构成的数据矩阵 Y
（包含 p1 个变量）之间的关系，样本数为 m。大体包含以下 3 步：
首先将 X 矩阵作双线性分解，即
X  T PT  F
（2—9）
其中矩阵 T 含有两两正交的隐变量或得分矢量 t。从统计学上看这个表达式与主成分分析
法相同。
然后对目标矩阵 Y 也作双线性分解。即
Y  U QT  E
（2—10）
其中 U 矩阵包含 Y 的隐变量 u，即 u 为矩阵 Y 中变量的线性组合，E 为残差阵。
在本课题中，X 可以看作是光谱数据矩阵，Y 可以看作是茶叶成分含量值。
第三步，PLS 方法要求 X 分解得到的隐变量 t 与 Y 分解得到的隐变量 u 为最大重叠或
相关性最大，因此有
u  vt  e
（2—11）
式中 e 为残差矢量，系数 v 根据最小二乘确定。
在实际问题中，由于矩阵 X 中的变量之间存在着相关性，同时还包含有噪声，所以
PLS 方法建模时取 X 矩阵分解后的隐变量个数 h 一般小于实际变量个数 p，使得一些包含
有噪声的隐变量被删除，因而具有噪声过滤作用。
但是如果使用的隐变量数过少，就不能充分反映被测组分浓度变化产生的光谱变化，
模型预测准确度就会降低。如果使用过多的隐变量建模，就会引入一些代表噪声干扰的隐
变量，使模型的预测能力下降。因此，需要合理确定模型的隐变量数以充分利用光谱信息
和滤除噪声。
对隐变量个数的确定常采用所谓的 PRESS（Prediction Residual Error Sum of Squares：
预报残差平方和）判据。它的基本思想如下：将样品集分为训练样品集和检验样品集，假
定当前的隐变量个数是 h1，将检验样品集的样品逐一代入根据训练样品集建立的模型，
求得预测值和参考值的差（残差），在计算它们的平方和：
140
Antaris 近红外分析仪培训手册
m
m
n 1
n 1
PRESS   ( y n  y n ,  n ) 2   e 2  n
（2—12）
式中 m 为用来预测的样品数。yn 和 yn,-n 分别为参考值和预测值。PRESS 越小，表示
模型的预测能力越强。这样可以将其取得最小值的隐变量个数 h 作为最终的隐变量个数。
若矩阵 Y 中只有一个目标变量（只对一种成分建模），则 PLS 方法的计算将会简化。
将此时的 PLS 称为 PLS1 算法，对多目标变量时称为 PLS2 法。用 PLS1 法建立的数学模
型的预报能力一般会更高。这主要是因为有时矩阵 Y 中的目标变量 yi 不属于同一类型，
对应于由 X 求得的隐变量最优个数不一定相同，而 PLS2 法只能有一个隐变量个数。
PLS 具有以下的特点：
（1）既可以使用全部光谱数据（数据向量多）又可以使用部分光谱数据（数据向量
少）。
（2）把数据分解和回归融合在一起，得到的特征向量直接与被测成分或性质相关，
而不是与数据矩阵中变化最大的变量相关。
（3）PLS 方法比较适用于处理变量多而样本数少的问题。
（4）由于 PLS 法是一种非线性迭代方法，对于非线性体系和质量参数之间相互干扰
的数据回归效果优于多元线性回归方法。
相对于多元线性回归法，PLS 法的缺点是模型建立过程复杂，公式含义抽象、较难理
解。
141
Antaris 近红外分析仪培训手册
附三：RESULT 软件安装时 Windows XP 所需的设置
1． 打开“Control Panel（控制面板）\ Administrative Tools（管理工具）”，双击“Local Security Policy（本
地安全策略）”，弹出如下窗口：
2． 按上面窗口，找到“Local Policies（本地策略）\Security Options（安全选项）\Network access: Sharing
and…（网络访问：共享和……）”，双击之，弹出如下窗口：
3． 从上面窗口的下拉菜单中选择“Classic- local users……（经典-本地用户……）”，“OK”。
4． 从第 9 步弹出的窗口中，找到“Accounts: Limit local account……（帐户：限制本地帐户……）”，
142
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双击之，弹出如下窗口：
上面窗口中，选择“Disabled（禁用）”，“OK”。
至此，完成了所有安装和设置。
143