海洋光学 近红外漫反射光谱表征土壤成分--吾爱海洋

海洋光学【微光谱应用】近红外漫反射光谱表征土壤成分
  ?/ {  i9 }7 |. o/ i- H7 A原创 OIA MKT [url=]蔚海光学[/url]



+ N: H( W" V2 W$ l" `- B7 e/ r收录于合集
#微光谱应用 21个

5 k( M! u* x% E  h
; |5 P! v; m' e; I( z" L9 D|背景介绍
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。
( c! C4 j6 m8 T) o  J  {

- o" r$ u  }2 ^- A' ^|配置搭建
& E9 `- M' h: n! H8 T  T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。

0 u6 L. s4 @" N6 `% Y1 B                               
登录/注册后可看大图

图1. 搭建图


" u5 g" ~5 e" e" Z( z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。


+ l& z* L" z. Y. z$ Q3 Z2 \/ ]4 ]|实验样品
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)。
- x" i) q( r. m

: o) ?3 O/ r4 k" o" _5 J2 |                               
登录/注册后可看大图

图2. 样品图
0 g0 v. u4 X5 Z" w9 V$ Z
; Y9 @( a6 _9 F  d$ N2 l
|测量方法
  e9 R+ i  }% U% o2 d+ b2 C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 p. }4 l4 D9 S- L7 I* q' f

                               
登录/注册后可看大图

图3. 有机土壤
- i) P* B' E/ e: \* V, Y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。
9 y6 b7 n8 ^9 L2 W) i

4 [, X* C! j1 X8 N( F. x$ A6 ?% H  \                               
登录/注册后可看大图

图4. 四种不同样品的吸光度图
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。
. w: j! {& G. A8 s! R/ b
8 n. n* ~# Y# d2 r9 f( y6 u7 i
|总结
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。

; `& ], d/ `4 b' c( F
1 Q" U* X. j$ @5 N; c6 R3 `森泉为您的科研事业添砖加瓦：
9 P3 k- K+ d0 q0 V: Z1 R+ G# b6 T0 j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
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
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
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
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
光学平台：主动隔振平台、气浮隔振台、实验桌、刚性工作台、面包板、隔振、隔磁、隔声综合解决方案等等
6 ?8 N% B: u  x7 d& _0 _光学元件：各类晶体、光纤、偏转镜、反射镜、透射镜、半透半反镜、滤光片、衰减片、玻片等等
染料：激光染料、荧光染料、光致变色染料、光致发光染料、吸收染料等等
! O* f3 H8 C( G9 F5 P- c- u' v转载自：化工仪器网