海洋光学【微光谱应用】近红外漫反射光谱表征土壤成分7 \- ], F: ~* P' E5 B% y! D
原创 OIA MKT [url=]蔚海光学[/url]. K7 U, ]% [) ^! H
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F6 ]. ~: [* ` R收录于合集9 u# G5 ^3 X* D7 U5 }- Z1 u
#微光谱应用 21个9 G: m7 l3 }# f/ t/ D, p g' c1 r
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|背景介绍9 P. M5 w; {. |- {* U3 v! w
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。0 Q7 G! B( P: m( H; r: d
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|配置搭建
4 E X4 G0 Y2 A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。8 L4 K7 Q( x8 ?$ e$ M* }
W) a* m4 b4 r" q" P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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/ z+ x) X5 @( P3 Y3 @, Z|实验样品
x( O& z8 N/ T' ]8 H- r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4 n0 ^4 I2 v! I7 f
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|测量方法/ {0 X2 X/ t9 e9 @! h( _" j
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。/ @, w2 v9 ^; o. P# s
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图3. 有机土壤
4 ^2 W2 x d, v2 v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。+ K: {6 Z1 W/ [& T m8 F
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* l; a { \1 X1 w图4. 四种不同样品的吸光度图
& @: z, |+ p+ a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。" c- w) A2 V. S' n, R7 t! J
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( l4 J" f \3 e9 I, k|总结3 D0 p. O q2 |7 ]1 i1 H5 _
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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9 s" X: w% a! v: w1 D" E转载自：化工仪器网 |
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