海洋光学【微光谱应用】近红外漫反射光谱表征土壤成分
/ {6 k- h' L3 v0 H- p% k原创 OIA MKT [url=]蔚海光学[/url]
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; |3 N0 y) u3 i3 e& ]收录于合集8 q/ x8 ] J* {% n
#微光谱应用 21个7 O( m& n2 Q4 N" Z+ E
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: s" h* w' @; ~! l" L1 ?; W|背景介绍
/ p& }) \, w9 p6 C O) H+ Q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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% i: W) P; Y/ t0 {9 u|配置搭建% ] M I: ?8 M' g6 p! o
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。' Y" X- V, @6 S' P% o4 P2 a7 o
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图1. 搭建图
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7 D2 [2 J! C0 Z6 B& V: C3 n" q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 R c* h: ]% c+ u2 f
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|实验样品0 h& d: s" {/ y- B
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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; R- Z7 j1 `' B6 ]图2. 样品图: \% v$ f* h4 X- p& V$ q9 C% Q
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|测量方法
) T8 l6 o9 K1 S; i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。& k8 J" d6 ]9 F1 @$ R4 P
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图3. 有机土壤4 _% ^0 ^' O0 r
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
' `, m5 g [3 b0 K- z: I/ f; t$ {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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z& c9 R, d' m) k! k }9 m|总结
+ I& s- C" b6 X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。$ x, @ y V4 ^4 C/ A' D
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5 E( W6 ^4 X/ w; ]% j5 l! m5 \+ I7 W转载自：化工仪器网 |
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