海洋光学【微光谱应用】近红外漫反射光谱表征土壤成分5 `& I) K4 r0 X+ u3 v
原创 OIA MKT [url=]蔚海光学[/url]
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8 U! H5 {/ G% Q. l9 U( o收录于合集
5 N d- M2 ]8 K4 @+ F#微光谱应用 21个
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7 J5 h# A3 o/ h( F% r|背景介绍( g+ R! z i2 ]0 U7 G/ k& b3 `/ |
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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|配置搭建) o, o4 v- |" H# q
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。/ x5 J' V m& w0 M4 x# [
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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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2 c2 S: {: J+ \% h|实验样品
0 U" K4 I H! I7 P6 A9 t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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, w3 f5 n. g% v* I, R6 J: C: a图2. 样品图
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1 X2 w" w8 R+ ~, F' E; u|测量方法
3 l2 g# u: s2 T1 P0 g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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图3. 有机土壤
4 V u! v, s* g7 b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。& @2 L+ m) ?; Q, u$ `/ N$ i1 N
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图4. 四种不同样品的吸光度图
$ S; P6 t7 `0 q X5 a$ Q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
6 z# ^5 G& @! N5 e5 Q' |* l/ 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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) i9 |: P5 a1 C3 b1 B+ Y: ?森泉为您的科研事业添砖加瓦：9 s2 `8 C [8 B
激光控制：激光电流源、激光器温控器、激光器控制、伺服设备与系统等等
1 ^0 G! U3 I4 S( x( T" {1 {探测器：光电探测器、单光子计数器、单光子探测器、CCD、光谱分析系统等等3 W# ~$ h1 S2 F/ V, k# i# T8 ]" ~
定位与加工：纳米定位系统、微纳运动系统、多维位移台、旋转台、微型操作器等等1 g+ w& C0 \7 z7 u) T% h, I% L
光源：半导体激光器、固体激光器、单频激光器、单纵模激光器、窄线宽激光器、光通讯波段激光器、CO2激光器、中红外激光器、染料激光器、飞秒超快激光器等等9 O# L+ K2 T5 ]% T/ n$ |
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8 r, V+ |7 a/ o8 h) |5 ~ c
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" E% q6 W# Q3 i, {* p# e9 n. T8 l转载自：化工仪器网 |
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