CN104483336A - 一种土壤重金属检测方法及装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种土壤重金属检测方法及装置及系统，属于土壤检测领域，该方法包括：在预设检测条件下，土壤重金属检测装置获得待检测土壤的第二特征X射线谱，第二特征X射线谱中包括与待检测土壤中的重金属对应的波长和强度；将第二特征X射线谱中的波长和强度与第一特征X射线谱中的波长和强度进行对比，将第一特征X射线谱线中，与第二特征X射线谱中的波长相同的波长对应的重金属种类作为待检测土壤中的重金属种类；将第一特征X射线谱和第二特征X射线谱中，同一种类重金属对应的强度进行对比，根据第一特征X射线谱中，强度与重金属已知含量的对应关系，得出待检测土壤中的重金属含量，进而显著提高了土壤重金属检测结果的准确性。

Description

一种土壤重金属检测方法及装置及系统

技术领域

本发明涉及土壤检测领域，具体而言，涉及一种土壤重金属检测方法及装置及系统。

背景技术

随着现代工业技术的不断发展和环境污染的加剧，各种土壤污染问题越来越受到人们的广泛关注。特别是重金属元素污染，它通过食物链累积危害人体健康，因此及时检测土壤中重金属含量，对控制重金属进入人体有着重要的意义。

现有的重金属检测方法主要以“野外采样—室内风干—消解—化学分析”为主，发明人经研究发现，这种分析方法容易造成易挥发成分损失，从而导致分析结果存在较大误差。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种土壤重金属检测方法及装置及系统，旨在提高重金属检测结果的准确性。

本发明实施例是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种土壤重金属检测方法，应用于土壤重金属检测装置，所述土壤重金属检测装置中预设有已知重金属含量和种类的土壤样品的光谱标样，所述光谱标样中包括所述土壤样品中的所述重金属在预设检测条件下的第一特征X射线谱，所述第一特征X射线谱中包括与所述土壤样品中的所述重金属对应的波长和强度，其中，所述波长与所述重金属的已知种类对应，所述强度与所述重金属的已知含量对应，所述土壤重金属检测方法包括：

在所述预设检测条件下，所述土壤重金属检测装置获得待检测土壤的第二特征X射线谱，所述第二特征X射线谱中包括与所述待检测土壤中的重金属对应的波长和强度；

将所述第二特征X射线谱中的波长和强度与所述第一特征X射线谱中的波长和强度进行对比，将所述第一特征X射线谱线中，与所述第二特征X射线谱中的波长相同的波长对应的重金属种类作为所述待检测土壤中的重金属种类；将所述第一特征X射线谱和所述第二特征X射线谱中，同一种类重金属对应的强度进行对比，根据所述第一特征X射线谱中，所述强度与所述重金属已知含量的对应关系，得出所述待检测土壤中的重金属含量。

其中，第一特征X射线谱即标样谱，第二特征X射线谱即待检测土壤的特征X射线谱。

上述步骤中，通过对待检测土壤的第二特征X射线谱与土壤样品的第一特征X射线谱的对比分析得出待检测土壤中的重金属种类和含量，这种检测方式，分析速度快，检测结果较为准确，制样简单而且无需破坏待检测土壤，适用于检测块状、粉末状，湿土和干土等类性的土壤中的重金属，适用范围较广。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能实施方式，其中，所述土壤重金属检测装置获得待检测土壤的第二特征X射线谱，所述第二特征X射线谱中包括与所述待检测土壤中的重金属对应的波长和强度，包括：

所述土壤重金属检测装置获得碲锌镉CZT探测器得到的电压信号，所述电压信号由所述CZT探测器将所述待检测土壤发出的第二特征X射线转换得到；

所述土壤重金属检测装置将所述电压信号进行放大和成形处理，得出对应所述电压信号的高斯波形信号，将所述高斯波形信号进行模数转换得到数字信号，将获得的所述数字信号进行成形滤波、数字基线恢复、堆积识别及幅度提取，得出所述第二特征X射线谱，所述第二特征X射线谱中包括与所述待检测土壤中的重金属对应的波长和强度。

本发明实施例中，采用碲锌镉CZT探测器对待检测土壤发出的第二特征X射线进行接收，CZT探测器的能量检测范围较广，能够检测出绝大多数土壤中的重金属元素所发出的特征X射线，从而确保了检测的全面性，在此基础上，还采用特定的信号处理方式获得第二特征X射线谱，有效确保了检测的可靠性。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：

将得出的所述待检测土壤中的重金属种类和含量进行存储、显示和发送。

通过对待检测土壤中的重金属种类和含量进行存储、显示和发送，使得相关人员能够便捷地获取、得知待检测土壤中的重金属种类和含量，符合实际需求。

第二方面，本发明实施例提供了一种土壤重金属检测装置，用于应用土壤重金属检测方法，所述土壤重金属检测装置包括：

预设单元，用于预设已知重金属含量和种类的土壤样品的光谱标样，所述光谱标样中包括所述土壤样品中的所述重金属在预设检测条件下的第一特征X射线谱，所述第一特征X射线谱中包括与所述土壤样品中的所述重金属对应的波长和强度，其中，所述波长与所述重金属的已知种类对应，所述强度与所述重金属的已知含量对应；

获得单元，用于在所述预设检测条件下，获得待检测土壤的第二特征X射线谱，所述第二特征X射线谱中包括与所述待检测土壤中的重金属对应的波长和强度；

对比单元，用于将所述第二特征X射线谱中的波长和强度与所述第一特征X射线谱中的波长和强度进行对比，将所述第一特征X射线谱线中，与所述第二特征X射线谱中的波长相同的波长对应的重金属种类作为所述待检测土壤中的重金属种类；将所述第一特征X射线谱和所述第二特征X射线谱中，同一种类重金属对应的强度进行对比，根据所述第一特征X射线谱中，所述强度与所述重金属已知含量的对应关系，得出所述待检测土壤中的重金属含量。

本装置中，对比单元通过对待检测土壤的第二特征X射线谱与土壤样品的第一特征X射线谱的对比分析得出待检测土壤中的重金属种类和含量，这种检测方式，分析速度快，检测结果较为准确，制样简单而且无需破坏待检测土壤，适用于检测块状、粉末状，湿土和干土等类性的土壤中的重金属，适用范围较广。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能实施方式，其中，所述获得单元具体用于，获得碲锌镉CZT探测器得到的电压信号，所述电压信号由所述CZT探测器将所述待检测土壤发出的第二特征X射线转换得到；

将所述电压信号进行放大和成形处理，得出对应所述电压信号的高斯波形信号，将所述高斯波形信号进行模数转换得到数字信号，将获得的所述数字信号进行成形滤波、数字基线恢复、堆积识别及幅度提取，得出所述第二特征X射线谱，所述第二特征X射线谱中包括与所述待检测土壤中的重金属对应的波长和强度。

本发明实施例中，采用碲锌镉CZT探测器对待检测土壤发出的第二特征X射线进行接收，CZT探测器的能量检测范围较广，能够检测出绝大多数土壤中的重金属元素所发出的特征X射线，从而确保了检测的全面性，在此基础上，获得单元还采用特定的信号处理方式获得第二特征X射线谱，有效确保了检测的可靠性。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，还包括：

存储单元，用于将得出的所述待检测土壤中的重金属种类和含量进行存储；

显示单元，用于将得出的所述待检测土壤中的重金属种类和含量进行显示；

发送单元，用于将得出的所述待检测土壤中的重金属种类和含量进行发送。

本装置中，存储单元、显示单元、发送单元通过对待检测土壤中的重金属种类和含量进行存储、显示和发送，使得相关人员能够便捷地获取、得知待检测土壤中的重金属种类和含量，符合实际需求。

第三方面，本发明实施例提供了一种土壤重金属检测系统，包括：

激发装置，用于发射出X射线照射到待检测土壤上，使所述待检测土壤发出第二特征X射线；

光路装置，用于使所述待检测土壤发出的所述第二特征X射线进入碲锌镉CZT探测器；

CZT探测器，用于将所述第二特征X射线转换为电压信号；

土壤重金属检测装置，用于预设已知重金属含量和种类的土壤样品的光谱标样，所述光谱标样中包括所述土壤样品中的所述重金属在预设检测条件下的第一特征X射线谱，所述第一特征X射线谱中包括与所述土壤样品中的所述重金属对应的波长和强度，其中，所述波长与所述重金属的已知种类对应，所述强度与所述重金属的已知含量对应；用于对所述CZT探测器转换的电压信号进行处理，获得待检测土壤的第二特征X射线谱，所述第二特征X射线谱中包括与所述待检测土壤中的重金属对应的波长和强度；用于将所述第二特征X射线谱中的波长和强度与所述第一特征X射线谱中的波长和强度进行对比，将所述第一特征X射线谱线中，与所述第二特征X射线谱中的波长相同的波长对应的重金属种类作为所述待检测土壤中的重金属种类；将所述第一特征X射线谱和所述第二特征X射线谱中，同一种类重金属对应的强度进行对比，根据所述第一特征X射线谱中，所述强度与所述重金属已知含量的对应关系，得出所述待检测土壤中的重金属含量。

上述系统中，对光路装置、CZT探测器、土壤重金属检测装置进行了巧妙设置，土壤重金属检测装置通过对待检测土壤的第二特征X射线谱与土壤样品的第一特征X射线谱的对比分析得出待检测土壤中的重金属种类和含量，这种检测方式，分析速度快，检测结果较为准确，制样简单而且无需破坏待检测土壤，适用于检测块状、粉末状，湿土和干土等类性的土壤中的重金属，适用范围较广。

结合第三方面，本发明实施例提供了第三方面的第一种可能实施方式，其中，所述激发装置与所述待检测土壤间设置有滤光片和准直器，所述激发装置发射出的所述X射线依次经过所述滤光片和所述准直器，照射到所述待检测土壤上，使所述待检测土壤发出第二特征X射线。

滤光片、准直器的设置，确保了将激发装置发射出的X射线可靠、准确地照射到待检测土壤上，从而确保了后续检测的准确性。

结合第三方面，本发明实施例提供了第三方面的第二种可能实施方式，其中，所述土壤重金属检测装置包括与所述CZT探测器相连的前置放大器，与所述前置放大器相连的成形放大器，与所述成形放大器相连的模数转换器，以及与所述模数转换器相连的处理器。

本发明实施例中，通过对检测装置的巧妙设计，有效确保了检测数据的准确性。

结合第三方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第三方面的第三种可能实施方式，其中，所述成形放大器与所述模数转换器之间连接有整形放大器和单端转差分芯片。

本发明实施例提供的土壤重金属检测方法及装置及系统，通过对待检测土壤的第二特征X射线谱与土壤样品的第一特征X射线谱的对比分析得出待检测土壤中的重金属种类和含量，这种检测方式，分析速度快，检测结果较为准确，制样简单而且无需破坏待检测土壤，适用于检测块状、粉末状，湿土和干土等类性的土壤中的重金属，适用范围较广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应该看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种土壤重金属检测方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的另一种土壤重金属检测方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种土壤重金属检测装置的结构框图；

图4为本发明实施例提供的另一种土壤重金属检测装置的结构框图；

图5为本发明实施例提供的一种土壤重金属检测系统的系统框图；

图6为本发明实施例提供的一种土壤重金属检测装置的结构框图；

图7为本发明实施例提供的另一种土壤重金属检测装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

现阶段重金属检测方法基本以“野外采样—室内风干—消解—化学分析”为主，经研究发现，这种实验室化学分析方法不仅采样耗时耗力，还容易造成易挥发成分损失，从而导致分析出现误差，而且成本高，检测周期长，基于此，如图1所示，本发明实施例提供了一种土壤重金属检测方法，应用于土壤重金属检测装置，所述土壤重金属检测装置中预设有已知重金属含量和种类的土壤样品的光谱标样，所述光谱标样中包括所述土壤样品中的所述重金属在预设检测条件下的第一特征X射线谱，所述第一特征X射线谱中包括与所述土壤样品中的所述重金属对应的波长和强度，其中，所述波长与所述重金属的已知种类对应，所述强度与所述重金属的已知含量对应，所述土壤重金属检测方法包括：

步骤S100：在所述预设检测条件下，所述土壤重金属检测装置获得待检测土壤的第二特征X射线谱，所述第二特征X射线谱中包括与所述待检测土壤中的重金属对应的波长和强度；

其中，待检测土壤的第二特征X射线谱和土壤样品的第一特征X射线谱均是在同一预设条件下得出的，该预设条件可指相同的外部环境条件和相同的检测条件。土壤样品一般选择国家标准光谱样，但是由于基体(待检测体)的复杂性，土壤样品未必与国家标样基体相似，因而，在实施时，也可以通过两个以上“二级标样”(即采集土壤样品，准确化学分析后，作为光谱标样使用)作为对比样(光谱标样)，若需更精确分析，还可建立标准数据库的标样。

需说明的是，获得待检测土壤的第二特征X射线谱的方式有多种，只要能准确获得特征X射线谱即可，本发明实施例中，提供了其中一种实现方案：

所述土壤重金属检测装置获得碲锌镉CZT探测器得到的电压信号，所述电压信号由所述CZT探测器将所述待检测土壤发出的第二特征X射线转换得到；所述土壤重金属检测装置将所述电压信号进行放大和成形处理，得出对应所述电压信号的高斯波形信号，将所述高斯波形信号进行模数转换得到数字信号，将获得的所述数字信号进行成形滤波、数字基线恢复、堆积识别及幅度提取，得出所述第二特征X射线谱，所述第二特征X射线谱中包括与所述待检测土壤中的重金属对应的波长和强度。

步骤S101：得出所述待检测土壤中的重金属种类和含量。

其中，待检测土壤中的重金属种类和含量优选通过以下方式获得：将所述第二特征X射线谱中的波长和强度与所述第一特征X射线谱中的波长和强度进行对比，将所述第一特征X射线谱线中，与所述第二特征X射线谱中的波长相同的波长对应的重金属种类作为所述待检测土壤中的重金属种类；将所述第一特征X射线谱和所述第二特征X射线谱中，同一种类重金属对应的强度进行对比，根据所述第一特征X射线谱中，所述强度与所述重金属已知含量的对应关系，得出所述待检测土壤中的重金属含量。

考虑到实际需求，如图2所示，本发明实施例中，还包括步骤S102：将得出的所述待检测土壤中的重金属种类和含量进行存储、显示和发送。

本发明实施例中，通过特征X射线谱中的波长、强度的对比得出待检测土壤中重金属种类和含量原理如下：

当待检测土壤(土壤样品)中待测重金属元素的原子受到高能(原级)X射线照射时，内层基态电子被轰出，使得原子处于激发态，外层高能电子就会填充到内层低能态位置，以维持原子稳态。这种特定的由高能态外层电子到低能态内层电子的跃迁而发射的X射线叫做特征X射线(即X荧光)，它的波长只与元素的原子序数有关，而与激发X射线的能量无关，所以，测定特征X射线谱线的波长，就可以知道土壤中包含的元素种类，即可以进行定性分析；测定特征X射线谱线的强度，与已知土壤样品中元素含量及对应强度的关系进行对比，即可以进行定量分析，例如：根据波峰的不同或波面积的不同得出待检测土壤中的元素含量，由于该种计算方式为本领域成熟的现有技术，因而在此不作更多说明。

需要提出的是，上述分析得到的是相对值，需将已知含量的标准土壤样品和未知样品(待检测土壤)在同一条件下测定，对比强度得出未知样品的含量。

本发明实施例中，发明人经多方认证后，摈弃了半导体锂漂移硅Si(Li)，锂漂移锗Ge(Li)、高纯锗(HGP)探测器等，选用碲锌镉(CdZnTe，CZT)探测器获得待检测土壤发出的第二特征X射线，原因是，经研究发现，常规重金属污染元素为V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Cd、Sn、Sb、Hg和Pb等，它们的特征X射线能量范围为5keV～30keV，传统的元素半导体锂漂移硅Si(Li)，锂漂移锗Ge(Li)、高纯锗(HGP)探测器等存在对大于10keV的射线吸收系数小，探测效率低和必须冷却的缺点。而Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体碲锌镉(CdZnTe)对于能量较高(＞10keV)的重金属元素(原子序数＞33)，定量检测结果更加灵敏准确，并且CdZnTe平均原子序数高、禁带宽度大、电阻率高和载流子迁移率-寿命乘积(μτ)大，使得由其制成的探测器具有吸收系数大、计数率高、能量分辨率高，体积小和使用方便等优点。

因而，本发明实施例中，采用CdZnTe探测器来检测待检测土壤中重金属元素种类及含量，尤其是对大于10keV的重金属元素，检测结果更加准确。

本发明实施例所提供的土壤重金属检测方法，通过对受激发待检测土壤中每一种重金属元素发射出的特征X射线(荧光)进行分析处理，得出待检测土壤中相应重金属元素的种类和含量，其分析速度快，制样简单而且无破坏，块状、粉末状，湿土和干土都可以进行分析，检测结果较为准确，显著提高了土壤重金属检测的准确性和可靠性。

实施例2

现阶段重金属检测方法基本以“野外采样—室内风干—消解—化学分析”为主，经研究发现，这种实验室化学分析方法不仅采样耗时耗力，还容易造成易挥发成分损失，从而导致分析出现误差，而且成本高，检测周期长。

基于此，如图3所示，本发明实施例提供了一种土壤重金属检测装置，用于应用土壤重金属检测方法，所述土壤重金属检测装置包括：预设单元200，用于预设已知重金属含量和种类的土壤样品的光谱标样，所述光谱标样中包括所述土壤样品中的所述重金属在预设检测条件下的第一特征X射线谱，所述第一特征X射线谱中包括与所述土壤样品中的所述重金属对应的波长和强度，其中，所述波长与所述重金属的已知种类对应，所述强度与所述重金属的已知含量对应；获得单元202，用于在所述预设检测条件下，获得待检测土壤的第二特征X射线谱，所述第二特征X射线谱中包括与所述待检测土壤中的重金属对应的波长和强度；对比单元201，用于将所述第二特征X射线谱中的波长和强度与所述第一特征X射线谱中的波长和强度进行对比，将所述第一特征X射线谱线中，与所述第二特征X射线谱中的波长相同的波长对应的重金属种类作为所述待检测土壤中的重金属种类；将所述第一特征X射线谱和所述第二特征X射线谱中，同一种类重金属对应的强度进行对比，根据所述第一特征X射线谱中，所述强度与所述重金属已知含量的对应关系，得出所述待检测土壤中的重金属含量。

需说明的是，获得单元202获得待检测土壤的第二特征X射线谱的方式有多种，只要能准确获得特征X射线谱即可，本发明实施例中，提供了其中一种实现方案：

获得单元202获得碲锌镉CZT探测器得到的电压信号，电压信号由所述CZT探测器将所述待检测土壤发出的第二特征X射线转换得到；获得单元202将所述电压信号进行放大和成形处理，得出对应所述电压信号的高斯波形信号，将所述高斯波形信号进行模数转换得到数字信号，将获得的所述数字信号进行成形滤波、数字基线恢复、堆积识别及幅度提取，得出所述第二特征X射线谱，所述第二特征X射线谱中包括与所述待检测土壤中的重金属对应的波长和强度。

考虑到实际需求，本发明实施例中，如图4所示，优选设置用于将得出的所述待检测土壤中的重金属种类和含量进行存储的存储单元203，用于将得出的所述待检测土壤中的重金属种类和含量进行显示的显示单元204，用于将得出的所述待检测土壤中的重金属种类和含量进行发送的发送单元205。

本发明实施例所提供的土壤重金属检测装置，通过对受激发待检测土壤中每一种重金属元素发射出的特征X射线(荧光)进行分析处理，得出待检测土壤中相应重金属元素的种类和含量，其分析速度快，制样简单而且无破坏，块状、粉末状，湿土和干土都可以进行分析，检测结果较为准确，显著提高了土壤重金属检测的准确性和可靠性。

需要说明的是，本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

实施例3

现阶段重金属检测方法基本以“野外采样—室内风干—消解—化学分析”为主，经研究发现，这种实验室化学分析方法不仅采样耗时耗力，还容易造成易挥发成分损失，从而导致分析出现误差，而且成本高，检测周期长，基于此，如图5所示，本发明实施例提供了一种土壤重金属检测系统，包括：激发装置300，用于发射出X射线照射到待检测土壤上，使所述待检测土壤发出第二特征X射线；光路装置301，用于使所述待检测土壤发出的所述第二特征X射线进入碲锌镉CZT探测器302；CZT探测器302，用于将所述第二特征X射线转换为电压信号；土壤重金属检测装置303，用于得出所述待检测土壤中的重金属种类和含量。

其中，激发装置300的选择有多种，只要能够实现使待检测土壤发出第二特征X射线(荧光)即可，例如：可设置高压电源和X光管，由高压电源激发X光管发射出连续的原级X射线，照射至待检测土壤，使得待检测土壤发射出特征X射线(荧光)，为了确保原级X射线充分照射到待检测土壤上，优选在X光管与待检测土壤间设置滤光片和准直器，使得X光管发射出的X射线依次经过滤光片和准直器，有效(不发生反射)地照射到待检测土壤上，使待检测土壤发出第二特征X射线。其中，优选满足稳定性较高、输出电压范围可调、噪声低的高压电源。

本发明实施例提供了其中一种土壤重金属检测装置303得出待检测土壤中的重金属种类和含量的方法：预设已知重金属含量和种类的土壤样品的光谱标样，所述光谱标样中包括所述土壤样品中的所述重金属在预设检测条件下的第一特征X射线谱，所述第一特征X射线谱中包括与所述土壤样品中的所述重金属对应的波长和强度，其中，所述波长与所述重金属的已知种类对应，所述强度与所述重金属的已知含量对应；用于对所述CZT探测器302转换的电压信号进行处理，获得待检测土壤的第二特征X射线谱，所述第二特征X射线谱中包括与所述待检测土壤中的重金属对应的波长和强度；用于将所述第二特征X射线谱中的波长和强度与所述第一特征X射线谱中的波长和强度进行对比，将所述第一特征X射线谱线中，与所述第二特征X射线谱中的波长相同的波长对应的重金属种类作为所述待检测土壤中的重金属种类；将所述第一特征X射线谱和所述第二特征X射线谱中，同一种类重金属对应的强度进行对比，根据所述第一特征X射线谱中，所述强度与所述重金属已知含量的对应关系，得出所述待检测土壤中的重金属含量。

其中，如图6所示，本发明实施例中提供了一种土壤重金属检测装置303的结构示意图，包括与所述CZT探测器302相连的前置放大器400，与所述前置放大器400相连的成形放大器401，与所述成形放大器401相连的模数转换器404，以及与所述模数转换器404相连的处理器405，所述成形放大器401与所述模数转换器404之间连接有整形放大器402和单端转差分芯片403。

参见图7，本发明实施例还提供的另一种土壤重金属检测装置303，包括：处理器501，存储器502，总线503和通信接口504，所述处理器501、通信接口504和存储器502通过总线503连接；处理器501用于执行存储器502中存储的可执行模块，例如计算机程序。

其中，存储器502可能包含高速随机存取存储器(RAM：Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口504(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。

总线503可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

其中，存储器502用于存储程序，所述处理器501在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器501中，或者由处理器501实现。

处理器501可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器501中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器501可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器502，处理器501读取存储器502中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种土壤重金属检测方法，其特征在于，应用于土壤重金属检测装置，所述土壤重金属检测装置中预设有已知重金属含量和种类的土壤样品的光谱标样，所述光谱标样中包括所述土壤样品中的所述重金属在预设检测条件下的第一特征X射线谱，所述第一特征X射线谱中包括与所述土壤样品中的所述重金属对应的波长和强度，其中，所述波长与所述重金属的已知种类对应，所述强度与所述重金属的已知含量对应，所述土壤重金属检测方法包括：

在所述预设检测条件下，所述土壤重金属检测装置获得待检测土壤的第二特征X射线谱，所述第二特征X射线谱中包括与所述待检测土壤中的重金属对应的波长和强度；

将所述第二特征X射线谱中的波长和强度与所述第一特征X射线谱中的波长和强度进行对比，将所述第一特征X射线谱线中，与所述第二特征X射线谱中的波长相同的波长对应的重金属种类作为所述待检测土壤中的重金属种类；将所述第一特征X射线谱和所述第二特征X射线谱中，同一种类重金属对应的强度进行对比，根据所述第一特征X射线谱中，所述强度与所述重金属已知含量的对应关系，得出所述待检测土壤中的重金属含量。

2.根据权利要求1所述的土壤重金属检测方法，其特征在于，所述土壤重金属检测装置获得待检测土壤的第二特征X射线谱，所述第二特征X射线谱中包括与所述待检测土壤中的重金属对应的波长和强度，包括：

所述土壤重金属检测装置获得碲锌镉CZT探测器得到的电压信号，所述电压信号由所述CZT探测器将所述待检测土壤发出的第二特征X射线转换得到；

所述土壤重金属检测装置将所述电压信号进行放大和成形处理，得出对应所述电压信号的高斯波形信号，将所述高斯波形信号进行模数转换得到数字信号，将获得的所述数字信号进行成形滤波、数字基线恢复、堆积识别及幅度提取，得出所述第二特征X射线谱，所述第二特征X射线谱中包括与所述待检测土壤中的重金属对应的波长和强度。

3.根据权利要求1所述的土壤重金属检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

将得出的所述待检测土壤中的重金属种类和含量进行存储、显示和发送。

4.一种土壤重金属检测装置，其特征在于，用于应用土壤重金属检测方法，所述土壤重金属检测装置包括：

预设单元，用于预设已知重金属含量和种类的土壤样品的光谱标样，所述光谱标样中包括所述土壤样品中的所述重金属在预设检测条件下的第一特征X射线谱，所述第一特征X射线谱中包括与所述土壤样品中的所述重金属对应的波长和强度，其中，所述波长与所述重金属的已知种类对应，所述强度与所述重金属的已知含量对应；

获得单元，用于在所述预设检测条件下，获得待检测土壤的第二特征X射线谱，所述第二特征X射线谱中包括与所述待检测土壤中的重金属对应的波长和强度；

对比单元，用于将所述第二特征X射线谱中的波长和强度与所述第一特征X射线谱中的波长和强度进行对比，将所述第一特征X射线谱线中，与所述第二特征X射线谱中的波长相同的波长对应的重金属种类作为所述待检测土壤中的重金属种类；将所述第一特征X射线谱和所述第二特征X射线谱中，同一种类重金属对应的强度进行对比，根据所述第一特征X射线谱中，所述强度与所述重金属已知含量的对应关系，得出所述待检测土壤中的重金属含量。

5.根据权利要求4所述的土壤重金属检测装置，其特征在于，所述获得单元具体用于，获得碲锌镉CZT探测器得到的电压信号，所述电压信号由所述CZT探测器将所述待检测土壤发出的第二特征X射线转换得到；

将所述电压信号进行放大和成形处理，得出对应所述电压信号的高斯波形信号，将所述高斯波形信号进行模数转换得到数字信号，将获得的所述数字信号进行成形滤波、数字基线恢复、堆积识别及幅度提取，得出所述第二特征X射线谱，所述第二特征X射线谱中包括与所述待检测土壤中的重金属对应的波长和强度。

6.根据权利要求4所述的土壤重金属检测装置，其特征在于，还包括：

存储单元，用于将得出的所述待检测土壤中的重金属种类和含量进行存储；

显示单元，用于将得出的所述待检测土壤中的重金属种类和含量进行显示；

发送单元，用于将得出的所述待检测土壤中的重金属种类和含量进行发送。

7.一种土壤重金属检测系统，其特征在于，包括：

激发装置，用于发射出X射线照射到待检测土壤上，使所述待检测土壤发出第二特征X射线；

光路装置，用于使所述待检测土壤发出的所述第二特征X射线进入碲锌镉CZT探测器；

CZT探测器，用于将所述第二特征X射线转换为电压信号；

土壤重金属检测装置，用于预设已知重金属含量和种类的土壤样品的光谱标样，所述光谱标样中包括所述土壤样品中的所述重金属在预设检测条件下的第一特征X射线谱，所述第一特征X射线谱中包括与所述土壤样品中的所述重金属对应的波长和强度，其中，所述波长与所述重金属的已知种类对应，所述强度与所述重金属的已知含量对应；用于对所述CZT探测器转换的电压信号进行处理，获得待检测土壤的第二特征X射线谱，所述第二特征X射线谱中包括与所述待检测土壤中的重金属对应的波长和强度；用于将所述第二特征X射线谱中的波长和强度与所述第一特征X射线谱中的波长和强度进行对比，将所述第一特征X射线谱线中，与所述第二特征X射线谱中的波长相同的波长对应的重金属种类作为所述待检测土壤中的重金属种类；将所述第一特征X射线谱和所述第二特征X射线谱中，同一种类重金属对应的强度进行对比，根据所述第一特征X射线谱中，所述强度与所述重金属已知含量的对应关系，得出所述待检测土壤中的重金属含量。

8.根据权利要求7所述的土壤重金属检测系统，其特征在于，所述激发装置与所述待检测土壤间设置有滤光片和准直器，所述激发装置发射出的所述X射线依次经过所述滤光片和所述准直器，照射到所述待检测土壤上，使所述待检测土壤发出第二特征X射线。

9.根据权利要求7所述的土壤重金属检测系统，其特征在于，所述土壤重金属检测装置包括与所述CZT探测器相连的前置放大器，与所述前置放大器相连的成形放大器，与所述成形放大器相连的模数转换器，以及与所述模数转换器相连的处理器。

10.根据权利要求9所述的土壤重金属检测系统，其特征在于，所述成形放大器与所述模数转换器之间连接有整形放大器和单端转差分芯片。