海洋光学【微光谱应用】近红外漫反射光谱表征土壤成分 ?/ T6 i4 C+ i4 l' s9 I' n
原创 OIA MKT [url=]蔚海光学[/url]
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$ R. h0 M4 S1 B收录于合集0 v; M0 I+ z ]. ~
#微光谱应用 21个
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|背景介绍+ H3 [4 N. X9 E4 _$ g4 z
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。* l2 O( K7 K" c% }& b
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|配置搭建
8 \) H1 i0 Y; Z: j) V# m1 S/ B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
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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。
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, k, `2 o0 r5 P' y8 Q|实验样品
0 k+ H2 G4 E) Z! r. E0 _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)。
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图2. 样品图' B, b4 C$ s3 S
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|测量方法
7 R: E* y7 c& B4 M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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+ I; [# d) u5 r& ?图3. 有机土壤
4 T% q t3 k5 o! W9 u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。
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图4. 四种不同样品的吸光度图5 M2 B- F1 M$ r
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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1 }' @; r/ c, v# s1 y( B/ B x|总结: K9 m( d6 _1 j% W$ V; d$ O
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。
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7 K: Y( s; `; j% v& Z. z; |光机械件：用于光路系统搭建的 gao 品质 无应力光机械件，如光学调整架、镜架、支撑杆、固定底座等等7 C1 {% i- y. i+ S3 n& Q1 d+ d
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