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海洋光學【微光譜應用】近紅外漫反射光譜表征土壤成分

原創(chuàng) OIA MKT 蔚海光學

收錄于合集

#微光譜應用 21個

|背景介紹

隨著地球人口增長、氣候變化和土壤管理多年來持續(xù)糟糕，人們迫切需要一種快速、低成本的土壤表征技術。近紅外光譜技術樣品制備簡單，通過測量光和土壤間的相互作用幾秒鐘內(nèi)就可以給出答案。模塊化近紅外光譜學技術不僅能滿足實驗室測量，同時也能滿足野外測量的需求，甚至能模塊化光譜儀將其搭建至無人機上，進行遙感監(jiān)測。

|配置搭建

本次演示使用的是海洋光學NIRQuest+ 2.5近紅外光譜儀、HL-2000-HP高功率鹵鎢燈、600μm反射探頭、RPH反射探頭支架、WS-1標準漫反射板。配置搭建如下圖所示。

圖1. 搭建圖

注意：測量時需確保反射探頭和參考或樣本之間有 yi,定 的距離和角度，同時需確保再整個測量過程中保持 jue,對一致。如果確實需要改變，則需重新采集參考光譜。

|實驗樣品

實驗樣品是Dr. Yvette Mattley從Home Depot購買的沙子樣品（Sand）、標準表層土壤樣品(T,o,p Soil)、有機堆肥和肥料混合樣品(Organic)以及 you,質 表層土壤樣品(Premium T,o,p Soil)。

圖2. 樣品圖

|測量方法

為使整個系統(tǒng)穩(wěn)定，測量前先將光源及光譜儀打開預熱30分鐘。我們先測量有機樣本的數(shù)據(jù)，在樣本周圍的10個位置進行10次測量，然后取平均。

圖3. 有機土壤

圖3為測試有機土壤的吸光度圖，其上方圖譜為未處理過的吸光度，下方為基線處理過的吸光度圖，在1940nm左右，明顯可見水的吸收峰。

圖4. 四種不同樣品的吸光度圖

圖4為四種不同樣品的吸光度。光譜曲線從上至下依次為有機土壤、優(yōu)質表層土壤、標準表層土壤及沙子。從圖中清晰可見有機土壤的水分 zui,高。其次是優(yōu)質表土和標準表土，他們的水分相當。水分 zui,少 的為沙子樣品。

|總結

僅僅用這種簡單的近紅外光譜測量方法，我們可以很直觀地看到這些樣品的水分含量差異。通過近紅外光譜結合化學計量學以及一些更 gao,級 的數(shù)據(jù)處理方法，還能分析除水分以外其他成分的組分分析。

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