海洋光学【微光谱应用】近红外漫反射光谱表征土壤成分/ x! e! o; C5 G
原创 OIA MKT [url=]蔚海光学[/url]
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收录于合集
6 i; d6 L# n2 v#微光谱应用 21个
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|背景介绍- O+ k5 y+ k$ L: N; M
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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- { U n0 F' k: v+ j|配置搭建
. {! R1 r: `* o) d* K# j9 w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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6 S5 T) J' o8 H- {2 L% q& g1 a. {" z( k9 M图1. 搭建图8 u- o }5 |. }$ d3 C1 t. f$ E
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3 b! m% _) j j6 w8 e6 o& c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。# _4 F5 z5 _6 _" R4 o1 I* ?, c
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|实验样品4 X6 p$ {( H" k
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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+ {/ \) B2 n+ X# Z" J图2. 样品图
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|测量方法
; p+ t7 e: J z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。4 O1 O+ L' R* G! O
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图3. 有机土壤
: Q& W' r% r% b' o- Z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$ \+ [$ @1 |) M0 K$ n* { j6 ^ o
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。* i9 K p$ S" k7 C& H
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|总结9 d4 N* i* ^, G" D' J7 g
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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