海洋光学【微光谱应用】近红外漫反射光谱表征土壤成分
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: T. ^. a9 }' R- _) H) Z1 e4 Z3 z" c收录于合集4 v) u9 i0 \; J' `
#微光谱应用 21个
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|背景介绍
5 c( k" \" l" \" k随着地球人口增长、气候变化和土壤管理多年来持续糟糕，人们迫切需要一种快速、低成本的土壤表征技术。近红外光谱技术样品制备简单，通过测量光和土壤间的相互作用几秒钟内就可以给出答案。模块化近红外光谱学技术不仅能满足实验室测量，同时也能满足野外测量的需求，甚至能模块化光谱仪将其搭建至无人机上，进行遥感监测。
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# X" b5 l6 l% v. t! ^' j|配置搭建
* r# G+ u, n8 `- j本次演示使用的是海洋光学NIRQuest+ 2.5近红外光谱仪、HL-2000-HP高功率卤钨灯、600μm反射探头、RPH反射探头支架、WS-1标准漫反射板。配置搭建如下图所示。
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图1. 搭建图9 y4 G' h/ p% }! ]
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注意：测量时需确保反射探头和参考或样本之间有 yi,定 的距离和角度，同时需确保再整个测量过程中保持 jue,对一致。如果确实需要改变，则需重新采集参考光谱。) {0 j4 a: T: Q! W' \/ B
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|实验样品# l% o! M/ M& _, S9 R& A/ p" v
实验样品是Dr. Yvette Mattley从Home Depot购买的沙子样品（Sand）、标准表层土壤样品(T,o,p Soil)、有机堆肥和肥料混合样品(Organic)以及 you,质 表层土壤样品(Premium T,o,p Soil)。1 ~: A# x, c% E
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图2. 样品图
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+ I" u+ w8 O: a# A! Y0 m9 r|测量方法
3 @0 o. y: D" R) p, g' t( ^为使整个系统稳定，测量前先将光源及光谱仪打开预热30分钟。我们先测量有机样本的数据，在样本周围的10个位置进行10次测量，然后取平均。
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7 o' Z+ z) v( |. s图3. 有机土壤& M. u& I/ j! X
图3为测试有机土壤的吸光度图，其上方图谱为未处理过的吸光度，下方为基线处理过的吸光度图，在1940nm左右，明显可见水的吸收峰。8 K# p+ Z% d; j( {$ w
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图4. 四种不同样品的吸光度图' K3 T+ C5 h" U$ w. i: f
图4为四种不同样品的吸光度。光谱曲线从上至下依次为有机土壤、优质表层土壤、标准表层土壤及沙子。从图中清晰可见有机土壤的水分 zui,高。其次是优质表土和标准表土，他们的水分相当。水分 zui,少 的为沙子样品。
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|总结' s& x1 x0 D0 ~1 N* B7 O0 D
仅仅用这种简单的近红外光谱测量方法，我们可以很直观地看到这些样品的水分含量差异。通过近红外光谱结合化学计量学以及一些更 gao,级 的数据处理方法，还能分析除水分以外其他成分的组分分析。6 c* r) V$ q5 S3 o; C5 ?" t8 W
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8 @" \5 [+ \9 `' p7 g2 {转载自：化工仪器网 |
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