检查漫反射和透射光谱更彻底:第1部分。仪器噪声|光谱学欧洲和世界半岛综合体育官方APP下载德甲bdapp官方下载安卓版

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卡尔·h·诺里斯^一个与A.M.C.戴维斯^b

^一个顾问,11204年蒙哥马利路,贝茨维尔,马里兰州20702,美国
^b诺里奇近红外咨询公司10白杨,Cringleford,诺维奇NR4 6 ua,英国。电子邮件:(电子邮件保护)

介绍

我希望你们中的许多人会承认卡尔·h·诺里斯的名字是人近红外社区调用“NIR光谱之父”。半岛综合体育官方APP下载德甲卡尔庆祝他90年^th去年五月的生日,但他并没有停止思考和工作。当他告诉我他最近的东亚峰会的主题讲座,我问他是否贡献一个列,因为它是偶然地我兼容以前的列在看谱。^1,2他同意了,但事实上它将两列。在第一个他介绍计算方法第四衍生品和显示它可以用来提取仪器噪音。第二列将查看样本温度效应,和查看样品的成分变化的影响。托尼•戴维斯

公式计算二阶导数:

\ [f (x) = \ mathop lim} {\ \ limits_ h \{0} \压裂{{f (x + h) - 2 f (x) + f (x - h)}} {{{h ^ 2}}} \]

请注意,(h)必须大于零。差距的大小(h)有一个非常有用的导数。

我们第四阶导数谱定义为一个二阶导数的二阶导数光谱。

我们已经测试了三种不同的计算机程序计算第四的NIR光谱导数和结果是不同的。

一个计算机程序由k·诺里斯,Lab-Calc™使用上面的公式。
从自由/开源软件NIRSystems视觉软件包括一段和不的平方除以(h)。
辨音器9.8从这种允许选择这样的差距

h+ 1 =差距

第四阶导数的计算

像托尼一样,我也喜欢看光谱详细,我一直在寻找最好的工具来这样的观察。我已经决定,第四导数不同大小的差距是最好的。³

然而,我建议从电脑了解第四阶导数光谱光谱带宽定义和振幅学习什么第四阶导数光谱。

图1显示了四个光谱带宽2 nm, 10 nm, 20和100 nm,加上一个随机噪声频谱模拟仪器噪音。

这五个光谱的和相同的图所示。请注意,100 nm谱除以20阴谋。

图2显示了与四阶导数光谱从five-sum中提取光谱使用辨音器9.8的差距。这个小缺口导数显示2 nm吸收器和随机噪声。没有发现其他的乐队。图3显示了10纳米带,2纳米带和20纳米带随机噪声较小的第四个导数九的差距。100海里乐队没有检测到。图4显示了10纳米带,2 nm乐队,20纳米带和扭曲的100纳米带以及降低噪声信号的四阶导数与19岁的差距。图5显示了第四个导数的结果差距为96;辨音器9.8不会使用空白值大于96。这里我们看到一个很好的表示图1的原始频谱。

随机噪声频谱如图6所示,随着光谱获得的四阶导数差距两个和10个。噪音越来越新,因为部门的h²导数的计算。

现在让我用四阶导数在真正的近红外光谱。图7显示了9个重复扫描一个细碎的小麦样品测量的反射模式NIRSystems模型6500。样本包含在一个旋转的样品室,并在这个实验中测量参考标准,样品被插入到工具,保持仪器的后续扫描。后三个扫描记录,一杯咖啡是放置在仪器附近的空气过滤器。三个扫描记录,和最后三杯被扫描。

实验的目的是确定如果湿度仪器可以改变通过增加热一杯咖啡,和变化可以观察记录的光谱。图7显示没有证据表明任何光谱的变化,但是如果我们减去样品的光谱从示例# 5 # 1,第四导数,计算四个缺口,一个大的变化可以观察到光谱(图8)。我们观察到典型的仪器噪声在该地区低于800 nm和2000 nm,但是我们也看到许多窄带高峰在1350 nm和1860 nm地区湿度的变化。同样的四阶导数用于# 1 # 3显示了轻微的差异的证据湿度的变化在咖啡杯放置在仪器附近。请注意,水的大气带的带通小于2纳米,但仪器的光谱分辨率10 nm转换大气乐队到10纳米带。第四阶导数处理还显示明确的噪声峰值在1100 nm地区。这噪音这个乐器模型一样,因为仪器包含两个不同的单色仪的仪器。一个单色仪包括光谱区从400纳米到1100纳米,而第二涵盖了光谱区从1100纳米到2500纳米。仪器包含修正基于反射标准以适应两个光谱,但这种调整可能不适合样本扫描。可以看到这个错误日志中(1 /R在图7中)的阴谋。

现在一看十个漂亮的扫描的聚苯乙烯窗口FT-NIR仪器记录4厘米¹分辨率(图9)。许多明确的吸收带明显。注意数据转换为波长范围内。图10显示了光谱的扫描,连同四阶导数治疗两个和一个的差距差距十。第四阶导数光谱已经被大量增加对相同的图表绘制日志(1 /T)样品的光谱。这表明变化的优势强调窄带吸收器的差距,以及显示样本固有的乐队。再次观察大气带样品光谱与两个孩子的差距,但现在我们看到更多的乐队,因为这个乐器有一个约2海里的光谱分辨率1860海里。仪器测量聚苯乙烯样品充分清除,因为聚苯乙烯带不发生在大气乐队的地区发生。聚苯乙烯的乐队在2160 nm地区严重扭曲使用第四个导数两个孩子的差距,但差距10显示了聚苯乙烯的乐队。检查聚苯乙烯乐队更彻底地第四个导数的差距四个应用。这提供了一个包含仪器噪声频谱,所以减少噪声的平滑常规应用。作者倾向于高斯常规光谱平滑的,但是当一个高斯平滑整理机中应用了5分是9.8,山峰似乎已经在波长转移。因此,以五分Savitsky-Golay应用高斯平滑。