基于光谱学原理的便携式土壤有机质检测仪设计与实验

为快速无损获取土壤有机质含量信息,基于光谱学原理设计了一款便携式土壤有机质含量检测仪。检测仪主要由机械部分、光路系统和控制部分组成,其中机械部分为检测仪提供平台支撑,光路部分由光源、蓝宝石玻璃、滤光片和光电探测器组成,控制系统实现对土壤测量信号的采集和处理。便携式土壤有机质检测仪工作时,光源发出光照射到待测土壤表面,漫反射光经过滤光片滤波后由光电转换器实现光信号转换成电信号,再经信号处理单元计算出各个敏感波长处的反射率,通过测量光谱反射率检测土壤有机质含量。采集了北京市中国农业大学上庄实验站土壤的光谱数据和土壤有机质含量实测值,经过光谱数据预处理后,对比了CARS、MCUVE、MWPLS和随机蛙跳4种波长筛选算法对土壤光谱的处理结果,建立了土壤有机质含量的偏最小二乘和随机森林预测模型。结果表明,基于CARS算法挑选出的4个特征波长建立的随机森林模型预测精度最好,建模集R^(2)为0.923,预测集R^(2)为0.888。将CARS-RF模型嵌入有机质检测仪系统,实验结果表明检测仪测量值与标准值的相关系数达到0.891。开发的检测仪精度较高,可以实现快速检测土壤有机质含量。

基于等离激元增强拉曼光谱的便携式快速检测仪设计与实现

用于食品安全、环境污染、毒品、化学战剂检测等的现场快速检测要求检测设备便携、快速和准确。目前的常规实验室检测方法虽然能够实现准确检测,但是其实时性较差,无法满足现场快速检测的要求。因此,设计开发了基于等离激元增强拉曼光谱的便携式快速检测仪,能够实现对滥用添加剂、违禁食品添加剂、农药残余、毒品、化学战剂和环境水污染等大量有害物质的现场快速定性检测。该检测仪基于ARM嵌入式系统开发,编写了其操作交互界面和底层驱动程序,实现了拉曼光谱数据自动标定和特征谱图快速识别等算法。在仪器中搭建了检测物质拉曼光谱的标谱数据库,数据库根据检测科目进行分类,每种科目包含该类别的多种物质,每种物质均包含其高中低多种浓度的标准品和样本谱图。设计实现了大类科目的辨识比对算法和GPU硬件加速算法,实现了对某一类科目的所有物质的快速比对,与传统的纯CPU算法实现相比较,在辨识速度上提高了20倍以上。通过市场购买的功能饮料、违规葡萄酒与果汁等实际样品对所制备的样机仪器进行测试,测试结果符合预期,具有良好的灵敏度与重现性,满足了现场快速检测的要求。

便携式放射性物质化学战剂炸药三用检测仪

便携式同位素中子光谱检测仪(PINS)是美国劳伦斯·利沃摩尔国立实验室开发的非破坏性检查化学战剂的装置.其工作原理为中子活化分析,利用中子源轰击含化学战剂与炸药的物品.中子被化学战剂与炸药捕获或与它们发生非弹性散射时放出高能γ射线.这些特征的γ射线可用高纯度锗晶体检测器(HPGe)检测.如果被检查的物体中含有化学战剂或炸药,专用软件包对γ射线进行分析得出分析结果.由于锗检测器需要用液氮进行冷却,这就使仪器的使用范围受到一定的限制.

《便携式拉曼光谱快速检测仪校准规范》实施

由福建省计量科学研究院起草的JJF（闽）1085—2018《便携式拉曼光谱快速检测仪校准规范》正式批准发布。已于6月15日起实施，本规范为首次制定。规范起草的归口单位为福建省质量技术监督局，主要起草单位为福建省计量科学研究院，厦门市普识纳米科技有限公司、福州康泰生物科技有限公司参加起草。

便携式拉曼光谱仪无损测定玻璃瓶装液体制剂的影响因素探讨

目的:探讨拉曼光谱仪用于无损测定玻璃瓶装液体制剂的影响因素。方法:使用OPAL-3000型拉曼光谱仪测定环境光、水、玻璃的拉曼信号,应用Essential FTIR软件处理,分析环境光、水、玻璃的拉曼信号对测试的影响;同时使用拉曼光谱仪无损测定左旋奥硝唑注射液样品。结果:环境光、水、玻璃的拉曼信号是影响玻璃瓶装液体制剂拉曼光谱无损测定的主要因素。应用Essential FTIR软件处理,可以扣除环境光、水、玻璃对左旋奥硝唑注射液拉曼信号的影响。结论:通过Essential FTIR软件扣除环境光、水、玻璃的拉曼信号影响,并通过左旋奥硝唑注射液试验验证,拉曼光谱仪可以达到无损测定玻璃瓶装液体制剂的目的。