海洋光学【微光谱应用】近红外漫反射光谱表征土壤成分
/ `) D! A% g' o4 M原创 OIA MKT [url=]蔚海光学[/url]( i/ P! M# P# e* }" H7 ?
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4 }' H. I; s- [% Y' p# z/ m收录于合集 b$ L5 y( R5 L: E- k+ a
#微光谱应用 21个
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|背景介绍
6 k; E- W6 ^5 H1 k( K( k5 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。: q p. g" z- Z
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- ~) r" l6 Y/ x; A/ o x3 x|配置搭建6 X4 o) N: v" u% s1 ?# 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。
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图1. 搭建图6 b/ y" q) D6 x2 i0 c0 P. _0 O" J
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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。' u! k" d3 e4 q" `, P
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|实验样品
5 K3 Q# ?1 z6 m! m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)。$ b- U# [# j/ F* \
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图2. 样品图/ P% @2 E% @# w5 r) S
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|测量方法
! l1 W& Q6 n* P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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0 X; t8 f- j" |" y5 t* ^, s图3. 有机土壤
$ v5 g, X& O) e! l2 U* 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$ B5 Y& v+ N, N7 s5 b% q0 R( 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。$ g1 m$ R. M( T: V' l/ j; D
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0 L8 Z: T5 e3 u4 d! C9 t- A|总结, Y2 D. H4 O! n
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。3 X1 A& ^ W% H1 ?7 z- o
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3 S9 L5 B+ E3 Z, m) h; Q5 C1 @6 y转载自：化工仪器网 |
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