CN105300897A - 一种野外便携式土壤养分快速检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种野外便携式土壤养分快速检测装置,属于土壤养分的实时检测领域。一种野外便携式土壤养分快速检测装置,它具有一壳体结构,壳体由上部分和下部分组成,下部分主要有取土不锈钢头、土壤挡板、可开挡板(、光学探头、光源、光谱仪、电源、开关组成;上部分主要有手柄、GPS模块、显示器槽、显示器、网络模块,显示器分别与GPS模块、网络模块、电源电连接,显示器放置在显示器槽中,电源分别对GPS模块、网络模块、光源供电。本结构简单紧凑、体积小、重量轻、便于移动和携带、检测方便快捷,适用于现场土壤养分检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种野外便携式土壤养分快速检测装置,具体涉及一种基于可见/近红外光谱技术的野外便携式土壤养分实时快速检测装置与方法。
背景技术
土壤养分是由土壤提供给植物生长所须的营养元素,它是反映土壤肥力的重要指标。现代农业中,变量施肥重要的环节就是了解土壤养分的分布情况,而快速的分析测试出土壤中养分含量一直是现代农业的瓶颈。传统的土壤养分含量检测方法主要以化学实验分析方法为主,这样就存在着样品的采集、前期预处理、化学实验分析、分析效率低、高成本、实时性差等缺点,不能实现快速、实时的测量。实时了解土壤的养分信息是数字化农业的基础部分之一,对指导农业科学生产具有重要意义。
考虑到土壤养分各种元素的检测要求,目前还没有出现一种能够稳定、快速、准确地检测土壤养分实时信息的轻便易携带型装置。
发明内容
本发明的目的为了解决现有土壤养分检测装置的不足,提供一种基于可见/近红外光谱技术的野外便携式土壤养分实时快速检测装置,以实现快速、准确、无损和现场检测的目的。
实现本发明目的的技术方案为:一种野外便携式土壤养分快速检测装置,它具有一壳体结构,壳体由上部分和下部分组成,其中
下部分主要有取土不锈钢头、土壤挡板、可开挡板、光学探头、光源、光谱仪、电源、开关组成;上部分主要有手柄、GPS模块、显示器槽、显示器、网络模块,所述显示器分别与GPS模块、网络模块、电源电连接,显示器放置在显示器槽中,电源分别对GPS模块、网络模块、光源供电。
所述的光源为左右对称的两光源,两光源各轴线与壳体中心轴线具有一定夹角,两光源在可开挡板处聚交,使得出射光照射到土壤样品上时不出现镜面反射。
所述土壤挡板中间含孔,使得光源发出的可见光和近红外光照射到土壤上样品。
该装置可以对土壤样品中的氮、磷、钾、有机质进行检测。
使用该装置的方法,它包括下列步骤:
1)将双手紧握两边的手柄,并用力向下压该装置,将取土不锈钢头插入要检测的土壤中;
2)点击开机按钮,打开显示器中包含的与光谱仪相对应的应用软件进行设置,即显示器与光谱仪连接,然后开启光源;
3)打开壳体下部分的开关,于是光源发出的光线照射在所取土壤上,光学探头检测后的信息传给光谱仪,从而使光谱信息转变为数字信息;
4)点击显示器中与光谱仪相对应的应用软件界面上的测算按钮,即可快速实时的测得此土壤样品点的营养成分的数据,并同时通过GPS模块记下所采样品点的全球经纬度信息;
5)土壤养分检测完毕后,可通过网络模块向实验中心发送检测数据,以方便与实验室分析员进行实时的数据分析;
6)做完以上操作后,显示器中与光谱仪相对应的应用软件界面上的退出按钮,关闭显示器,关闭光源,关闭开关,将取土不锈钢头进行清洗后即可把该检测装置放于合适位置。
本发明与现有装置相比,具有的有益效果是:
1)本发明的装置所采用光源为左右对称的两光源,且两光源各轴线倾斜在可开挡板处聚交,与壳体中心轴线间的具有一定的夹角位,使得出射光照射到土壤样品上时不出现镜面反射;
2)本发明的装置结构紧凑,体积小,易于携带,且完全适合现场快速、实时检测,可实现快速实时的测得此土壤样品点的营养成分(如有:氮、磷、钾、有机质等)的检测。
附图说明
图1是本发明的总体结构示意图;
图2是本发明上部分的结构示意图;
附图中图号标记:
取土不锈钢头(1)、土壤挡板(2)、可开挡板(3)、光学探头(4)、光源(5)、光谱仪(6)、连接线(7)、电源(8)、手柄(9)、GPS模块(10)、显示器(11)、显示器槽(12)、网络模块(13)、壳体(14)、开关(15)。
具体实施方式
本发明实施例一种基于可见/近红外光谱技术的野外便携式土壤养分实时快速检测装置,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。
如图1和图2所示为野外便携式土壤养分快速检测装置,它具有一壳体14结构,壳体14由上部分和下部分组成,其中,
下部分主要有取土不锈钢头1、土壤挡板2、可开挡板3、光学探头4、光源5、光谱仪6、电源8、开关15组成;
上部分主要有手柄9、GPS模块10、显示器槽12、显示器11、网络模块13,显示器11分别与GPS模块10、网络模块13、电源8电连接,显示器11放置在显示器槽12中,电源8分别对GPS模块10、网络模块13、光源5供电。
光源5可发出可见光和近红外光,可以对土壤样品进行光谱检测。光源发出的可见光和近红外光经光学探头照射到土壤样本表面,光线经过漫反射后,光学探头4检测后的信息传给光谱仪6。
光源5为左右对称的两光源,两光源各轴线与壳体14中心轴线具有一定夹角,两光源在可开挡板3处聚交,使得出射光照射到土壤样品上时不出现镜面反射。土壤挡板2中间含孔,使得光源5发出的可见光和近红外光照射到土壤上样品。
该装置可以对土壤样品中营养成分氮、磷、钾、有机质等养分进行快速、实时检测。
本发明野外便携式土壤养分快速检测装置的工作过程,包括下列步骤:
1)将双手紧握两边的手柄9,用力向下压,将取土不锈钢头1插入要检测的土壤中;
2)点击开机按钮,打开显示器11中包含的与光谱仪6相对应的应用软件进行设置,即显示器11与光谱仪6连接,然后开启光源5;
3)打开壳体14下部分的开关15,于是光源5发出的光线照射在所取土壤上,光学探头4检测后的信息传给光谱仪6,从而使光谱信息转变为数字信息;
4)点击显示器11中与光谱仪6相对应的应用软件界面上的测算按钮,即可快速实时的测得此土壤样品点的营养成分(如有:氮、磷、钾、有机质等)的数据,并同时通过GPS模块10记下所采样品点的全球经纬度信息;
5)土壤养分检测完毕后,可通过网络模块13向实验中心发送检测数据,以方便与实验室分析员进行实时的数据分析;
6)做完以上操作后,显示器11中与光谱仪6相对应的应用软件界面上的退出按钮,关闭显示器11,关闭光源4,关闭开关15,将取土不锈钢头1进行清洗后即可把该检测装置放于合适位置。
Claims (5)
1.一种野外便携式土壤养分快速检测装置,它具有一壳体(14)结构,壳体(14)由上部分和下部分组成,其特征在于,
下部分主要有取土不锈钢头(1)、土壤挡板(2)、可开挡板(3)、光学探头(4)、光源(5)、光谱仪(6)、电源(8)、开关(15)组成;
上部分主要有手柄(9)、GPS模块(10)、显示器槽(12)、显示器(11)、网络模块(13),所述显示器(11)分别与GPS模块(10)、网络模块(13)、电源(8)电连接,显示器(11)放置在显示器槽(12)中,电源(8)分别对GPS模块(10)、网络模块(13)、光源(5)供电。
2.根据权利要求1所述的一种野外便携式土壤养分快速检测装置,其特征在于,所述的光源(5)为左右对称的两光源,两光源各轴线与壳体(14)中心轴线具有一定夹角,两光源在可开挡板(3)处聚交,使得出射光照射到土壤样品上时不出现镜面反射。
3.根据权利要求1所述的一种野外便携式土壤养分快速检测装置,其特征在于,所述土壤挡板(2)中间含孔,使得光源(5)发出的可见光和近红外光照射到土壤上样品。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种野外便携式土壤养分快速检测装置,其特征在于,它可以对土壤样品中营养成分氮、磷、钾、有机质进行检测。
5.应用权利要求1-3任一所述的一种野外便携式土壤养分快速检测装置的方法,其特征在于,它包括下列步骤:
1)将双手紧握两边的手柄(9),并用力向下压该装置,将取土不锈钢头(1)插入要检测的土壤中;
2)点击开机按钮,打开显示器(11)中包含的与光谱仪(6)相对应的应用软件进行设置,即显示器(11)与光谱仪(6)连接,然后开启光源(5);
3)打开壳体(14)下部分的开关(15),于是光源(5)发出的光线照射在所取土壤上,光学探头(4)检测后的信息传给光谱仪(6),从而使光谱信息转变为数字信息;
4)点击显示器(11)中与光谱仪(6)相对应的应用软件界面上的测算按钮,即可快速实时的测得此土壤样品点的营养成分的数据,并同时通过GPS模块(10)记下所采样品点的全球经纬度信息;
5)土壤养分检测完毕后,可通过网络模块(13)向实验中心发送检测数据,以方便与实验室分析员进行实时的数据分析;
6)做完以上操作后,显示器(11)中与光谱仪(6)相对应的应用软件界面上的退出按钮,关闭显示器(11),关闭光源(4),关闭开关(15),将取土不锈钢头(1)进行清洗后即可把该检测装置放于合适位置。
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