面向生物过程的阿达玛变换近红外光谱仪

摘要：

对生物过程中营养物质的消耗进行监测，有利于控制微生物的生长环境，使其始终处于最佳生长条件，从而使目标产物的产量最大化。针对酵母培养液中甘油、甲醇和葡萄糖含量的监测需求，研制了一种基于阿达玛变换（hadamard transform，HT）技术的近红外光谱仪。该光谱仪使用自主改进设计的近红外原位探头进行光谱信号的收集，采用数字微镜（digital micro-mirror devices，DMD）进行阿达玛模板的编码调制，配合自主开发的光谱采集软件和光谱分析处理软件，实现了培养液中营养物含量的实时监测。给出了光谱仪的光路设计、近红外原位探头改进设计、硬件电路和软件模块的设计。通过实验测得该光谱仪的杂散光为0．875％，波动率为±4．28％。利用该光谱仪对一系列标准浓度的甘油水溶液进行光谱采集和数学建模，实验结果表明该仪器测量准确，能够满足生物过程监测的要求。

关键词：近红外原位探头、生物过程、阿达玛变换、近红外光谱仪

分类号：TH744.1(仪器、仪表)

资助基金：国家科技支撑计划课题项目2011BAF02B02

在线出版日期：2015-11-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：2654-2659