海洋光学【微光谱应用】近红外漫反射光谱表征土壤成分
& K9 Y; k: U& e原创 OIA MKT [url=]蔚海光学[/url]
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R. X' p5 X9 F* }#微光谱应用 21个
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7 t: E* W/ D& B1 h) n0 F* `|背景介绍
8 t2 `6 n, M8 W) d; L3 V- {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$ ]1 [1 Z) H8 u3 e
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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- x9 W9 b# o& a6 \; g图1. 搭建图. G- K! O" |. p& [
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( r8 Y% V/ b% i; u- D$ z3 W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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|实验样品0 b( n# \" k- ?" m/ M G& `$ |# I
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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4 b, d: k0 P/ Q$ y7 l0 {图2. 样品图4 @" M1 j* \% ]( M$ w: [) ~; D: E& _
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|测量方法6 `$ v: D" n! W5 p6 U& 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。. m# G( l7 z( y' N% ^
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图3. 有机土壤
' y( F, v2 o" t/ x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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: A1 k/ W& U: k$ l$ V( J" C图4. 四种不同样品的吸光度图 e4 n9 e) x4 v" J* F$ F7 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。3 c$ ?' R* q& h& ?3 K% |' E
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( X: b6 Z) j, \5 o$ n( X o|总结' M- K; h: m4 }3 d. Q& B! y
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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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* X9 D2 X4 G+ D e
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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
6 S Z/ _$ X2 F4 f0 P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
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3 x/ r! {9 y8 H/ ^8 `& i4 j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
4 g4 v# V! t* ?) G转载自：化工仪器网 |
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