海洋光学【微光谱应用】近红外漫反射光谱表征土壤成分% j& u1 K( Y. P' v: _
原创 OIA MKT [url=]蔚海光学[/url]5 M% c1 L, |9 U3 g4 |: S
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' a4 v: U _: T2 n2 p& p收录于合集
( r, [1 H0 R. Z% S: O2 e#微光谱应用 21个4 Y" q" q# ?* Z3 e8 `, L
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|背景介绍
( }- c1 {' Q/ C. j2 A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。5 @. p0 a: |- T4 R6 v. g/ ^+ W& i! M" A
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|配置搭建5 t6 [) _9 A8 B. V" } c! j
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。! t! s5 z, _ N) @: i4 M& m
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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。* d8 O, s3 T) J9 ?
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|实验样品
& \( o6 L& |/ ~: n8 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)。2 q& X* H2 b0 a6 I+ \& _
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图2. 样品图7 L$ S- U- b3 z' f& n# m0 a
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$ `/ e5 F8 I" ], K4 C! d/ [* ^|测量方法
! T# y% {- t1 V8 A) M7 h( k# M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。 _; _ j- l3 I2 L3 ?
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图3. 有机土壤
" ~5 }' i- f* n2 b n3 I5 N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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8 h" z6 q3 d5 J, V. ^0 Q图4. 四种不同样品的吸光度图
4 V/ ~1 \* q4 f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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|总结
2 q. {& `3 @* ~( M/ a0 V9 \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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7 W$ F9 p% Y3 P; b转载自：化工仪器网 |
