近紅外光譜儀分析的范圍一般為 4000cm-1以上，即波長 2.5μm以下，由于有不同級(jí)別的倍頻譜帶及不同形式組合的合頻吸收，使得譜帶復(fù)雜，信息豐富。

　　近紅光的信息強(qiáng)度比中紅外要低一個(gè)數(shù)目級(jí)左右，由于近紅外譜區(qū)吸收弱，所以可以對(duì)不經(jīng)稀釋的樣品進(jìn)行直接丈量，分析樣品可以不需任何物理、化學(xué)制備與預(yù)處理，也不需要分析的后處理，一但近紅外的數(shù)學(xué)模型建立后，對(duì)操縱職員進(jìn)行分析的知識(shí)背景與經(jīng)驗(yàn)背景可以大幅降低。

　　作為一種軟件技術(shù)，近紅外光譜儀分析著重用數(shù)學(xué)方法來解決其譜峰重疊、丈量信息高背景低強(qiáng)度、圖譜測定的不穩(wěn)定造成的光譜失真三大難點(diǎn)。通過化學(xué)計(jì)量學(xué)的多元校正方法來解決譜峰重疊、丈量信息高背景低強(qiáng)度的難點(diǎn)；用信息處理技術(shù)來校正圖譜測定不穩(wěn)定造成的光譜失真。

　　近紅外光譜儀的七個(gè)環(huán)節(jié)：

　?、?正確掃描校正樣品集中各個(gè)樣品規(guī)范的近紅外光譜儀：為了克服近紅外光譜儀測定的不穩(wěn)定性的困難，必須嚴(yán)格控制包括制樣、裝樣、測試條件、儀器參數(shù)等丈量參數(shù)在內(nèi)的丈量條件；利用該校正校品集建立的數(shù)學(xué)模型，也只能適用于按這個(gè)的丈量條件所丈量光譜的樣品。

　?、?選擇與建立校正樣品集中各個(gè)樣品：為了克服近紅外光譜儀復(fù)雜與變化的高背景，校正樣品集中的各個(gè)樣品必須包括今后待測樣品中的全部背景，利用該校正樣品集建立的數(shù)學(xué)模型，就能夠校正樣品中各種復(fù)雜的背景，該數(shù)學(xué)模型也只能適用于包括這些背景的樣品?？梢园垂庾V特征或濃度來選擇校正校品集。

　　③ 近紅外光譜儀正確測定樣品集中每個(gè)樣品的各種待測成分或性質(zhì)（稱為化學(xué)值）。由于這些值測定的精確度是近紅外光譜儀運(yùn)用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行定量分析精確度的理論極限。

　?、?剔除異常值，建立校正校品集（標(biāo)樣集）：由上述 ① 、② 環(huán)節(jié)測定的校正樣品集中種樣品的光譜與化學(xué)值，有可能由于種隨機(jī)的原因而有較嚴(yán)重的失真，這些樣品的測定值稱為異常值。這些失真的樣品，若包含在校正校品集中，就會(huì)影響所建數(shù)學(xué)模型的可靠性，因此在建立模型時(shí)應(yīng)當(dāng)剔除這些異常值。一般定量分析程序中都包含用統(tǒng)計(jì)方法指出某些異常值，應(yīng)用職員可以根據(jù)情況決定是否將這些異常樣品剔除。

　　⑤ 對(duì)校正樣品集中樣品光譜的預(yù)處理與分析譜區(qū)的選定：光譜的預(yù)處理與譜區(qū)的選定，是克服近紅外光譜儀測定不穩(wěn)定的有效環(huán)節(jié)。根據(jù)標(biāo)樣光譜的狀況對(duì)光譜預(yù)處理，包括求導(dǎo)、數(shù)字濾波、付立葉變換與小波變換濾波等，以降低系統(tǒng)背景與隨機(jī)背景。近紅外光譜儀定量分析數(shù)學(xué)模型所包含的譜區(qū)（光譜的數(shù)據(jù)點(diǎn)）一般應(yīng)根據(jù)樣品的特點(diǎn)而選定；增加譜區(qū)的范圍就可以增加對(duì)光譜信息采集的范圍，即進(jìn)步信息量；但由于每個(gè)光譜的數(shù)據(jù)點(diǎn)也包含了丈量誤差，因此數(shù)學(xué)模型所利用的數(shù)據(jù)點(diǎn)越多，則包含的丈量誤差也越大，為了減少近紅外光譜儀中某些信息量小、失真大的部分譜區(qū)，以避免這些譜區(qū)的丈量誤差影響數(shù)學(xué)模型的穩(wěn)定性，需要選擇建立數(shù)學(xué)模型所用的譜區(qū)?？梢砸罁?jù)導(dǎo)數(shù)光譜或相關(guān)系數(shù)隨頻率變化的相關(guān)圖，用以選擇數(shù)學(xué)模型包括的頻率范圍。

　　⑥ 選擇算法、確定模型的參數(shù)、建立、檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)數(shù)字模型：常用的算法有逐步回回分析、偏小二乘法、主成分回回分析等。這些算法的基本思想是應(yīng)用近紅外光譜儀的全光譜的信息，以解決近紅外光譜儀的譜峰重疊與復(fù)雜背景的影響。如前所說，不同組分固然在某一譜區(qū)可能重疊，但在全光譜范圍內(nèi)不可能*相同，因此，為了區(qū)別不同組分，必須應(yīng)用全光譜的信息。

　　可用內(nèi)部交叉證實(shí)法確定數(shù)學(xué)模型所用的*維數(shù)（即階數(shù)）。內(nèi)部交叉證實(shí)的方法是評(píng)價(jià)確定數(shù)學(xué)模型的一種有效方法。這種方法是依次、每次從校正樣品集中提出一個(gè)或幾個(gè)樣品，然后用剩余的樣品建立數(shù)學(xué)模型，并用數(shù)學(xué)模型猜測原來提出的一個(gè)或幾個(gè)樣品，作為對(duì)數(shù)學(xué)模型的檢驗(yàn)。反復(fù)進(jìn)行上述步驟，直至校正樣品集中的每個(gè)樣品都被猜測檢測過一次為止。為了評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型，將內(nèi)部交叉證實(shí)時(shí)用數(shù)學(xué)模型猜測計(jì)算的校正集中各樣品的化學(xué)值與各樣品的實(shí)際值作線性相關(guān)，計(jì)算相關(guān)系數(shù)和校正標(biāo)準(zhǔn)差，并用相關(guān)系數(shù)與校正標(biāo)準(zhǔn)差來評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型的猜測效果。要求相關(guān)系數(shù)接近①校正標(biāo)準(zhǔn)差逼近于校正集測定標(biāo)樣化學(xué)值的標(biāo)準(zhǔn)差。假如內(nèi)部交叉證實(shí)的方法確定數(shù)學(xué)模型猜測的效果較好，則可以運(yùn)用外部證實(shí)法進(jìn)一步檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型；不然，須重復(fù) ④ 、 ⑤ 、 ⑥ 以優(yōu)化數(shù)學(xué)模型

　?、?用外部證實(shí)法檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型，以檢驗(yàn)數(shù)學(xué)模型在時(shí)間空間上的穩(wěn)定性?？梢杂昧硗鈳着?dú)立的、待丈量已知的檢驗(yàn)樣品集，用數(shù)學(xué)模型猜測計(jì)算檢驗(yàn)集中各樣品的待測值；對(duì)實(shí)際值與猜測值作線性相關(guān)，并用相關(guān)系數(shù)和猜測標(biāo)準(zhǔn)差來表示猜測效果，要求相關(guān)系數(shù)接近①猜測標(biāo)準(zhǔn)差逼近于校正標(biāo)準(zhǔn)差。為了檢驗(yàn)數(shù)學(xué)模型在時(shí)間、空間上的穩(wěn)定性，需要用數(shù)學(xué)模型猜測不同時(shí)間和空間的檢驗(yàn)樣品集，檢驗(yàn)猜測標(biāo)準(zhǔn)差是否都能得到穩(wěn)定的結(jié)果。假如外部證實(shí)的方法確定數(shù)學(xué)模型猜測的效果好，則可以考慮近紅外光譜儀分析中應(yīng)用這些數(shù)學(xué)模型；不然須重復(fù) ④ 、 ⑤ 、 ⑥ 以優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。假如測定的樣品在時(shí)間和空間條件上有一些新的變化，近紅外光譜儀原有的數(shù)學(xué)模型已不適合此新條件，則需重新建立有代表性的校正樣品集（可以在原有的樣品集中增加一些新的樣品類型，以使新的校正樣品集能代表新的類型樣品），然后再按照 ①—⑦ 環(huán)節(jié)對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行修正與維護(hù)。