CN111650160A - 一种土壤总氮光谱检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种土壤总氮光谱检测装置，属于土壤监测技术领域。本发明的检测装置包括开关,人机交互,结合套管,散热孔,AD转换电路,光传感器,光纤,光电二极管,输出光纤,发光二极管和输入光纤。本发明中箱体的底部设有减震器，用以降低由于振动影响实验结果的准确性。利用人机交互可以进行语音识别和视觉跟踪，散热孔可降低装置的发热情况。液晶显示电路利用触觉技术通过电子机械方式集成进触觉接口器件后可以产生相图。采用本发明的装置在波长为220mm、275mm和340mm的范围，进行检测时，其吸光率的误差范围较小，测定结果准确率高。利用本发明的装置进行检测全氮含量，其全氮含量的标准差在0.01～0.03，误差率较小，有效地提高了实验的准确性。
Description
技术领域
本发明属于土壤监测技术领域，具体涉及一种土壤总氮光谱检测装置。
背景技术
土壤中氮素形态可分为无机态和有机态两大类，土壤气体中存在的气态氮一般不计算在土壤氮素之内。土壤中未与碳结合的含氮化合物包括铵态氮、亚硝态氮、硝态氮、氨态氯、氮气及气态氮氧化物，一般多指铵态氯和硝态氮。大多数情况下，土壤中无机态氮数量很少、表土中一般只占全氮量的1％～2％，最多也不超过5％。土壤中无机态氮是微生物活动的产物，它易被植物吸收，而且也易挥发和流失，所以其含量变化很大。
总氮是衡量水质的重要指标之一。相对而言，现行的总氮测定国家标准方法，即“碱性过硫酸钾氧化－双波长紫外分光光度法”在操作难易程度、重现性、准确性以及经济性上具有明显优势，因此在水质分析中被广泛采用。然而，这种方法易受到一些实验因的影响，导致总氮含量的测定结果偏低，影响了对水样品质的正确评价。
经现有文献检索发现，中国专利公开号CN209485994U，公开日2019年10月11日的专利申请公开了一种土壤总氮光谱检测装置，该专利文献利用样品轮进行重新定位，防止样品轮位置跑偏后对检测结果产生危害。但是，对于土壤总氮的准确性把握不够，其检测的误差较大，不能体现实验结果的准确性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种检测误差小，测定土壤总氮含量准确性高的土壤总氮光谱检测装置。
为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种土壤总氮光谱检测装置，包括箱体、开关1、减震器和探头，所述箱体的左上方设有开关1，所述箱体的底部设有减震器，所述箱体的上方依次设有人机交互2和若干散热孔4，所述箱体内侧偏上方设有液晶显示电路，所述液晶显示电路的右侧与结合套管3相连，所述结合套管3的右侧通过电线与光传感器6相连，所述液晶显示电路与结合套管3通过电线与单片机相连，所述单片机的右侧设有AD转换电路5，所述AD转换电路5的右端与光传感器6的左侧通过导线连通，所述光传感器6的右侧通过导线与探头相连，所述箱体前侧偏上方设有电源。
进一步地，所述箱体内部从下往上依次设有电机驱动和光源驱动，所述光源驱动位于单片机和AD转换电路5的下方。
进一步地，所述探头的上方的垂直方向上设有输出光纤9，所述输出光纤9的上方设有光电二极管8，所述光电二极管8的右侧设有输入光纤11，所述输入光纤11的上方设有发光二极管10。
进一步地，所述输出光纤9与输入光纤11之间的夹角为45°～60°。
进一步地，所述输入光纤11的下侧与探头的距离为6～10cm。
本发明的有益效果是：
1)本发明中箱体的底部设有减震器，用以降低由于振动影响实验结果的准确性。利用人机交互可以进行语音识别和视觉跟踪，散热孔可降低装置的发热情况。液晶显示电路利用触觉技术通过电子机械方式集成进触觉接口器件后可以产生相图。
2)本发明的检测装置采用单片机利用集成电路将数据信息传送给AD转换电路，进而转化成数字信号，入射光到达土壤表面后，一部分被土壤吸收，一部分产生漫反射。通过测量土壤的漫反射，就可以间接测量土壤有机质含量。
3)采用本发明的装置在波长为220mm、275mm和340mm的范围，进行检测时，其吸光率的误差范围较小，由此可知，本发明的测定结果准确率高。
4)利用本发明的装置进行检测全氮含量，其全氮含量的标准差在0.01～0.03，误差率较小，有效地提高了实验的准确性。
附图说明
图1为本发明一种土壤总氮光谱检测装置示意图。
图中所示：1-开关,2-人机交互,3-结合套管,4-散热孔,5-AD转换电路,6-光传感器,7-光纤,8-光电二极管,9-输出光纤,10-发光二极管,11-输入光纤。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
以下实施例中涉及的零部件、结构、机构等，如无特殊说明，则均为常规市售产品。
下面通过图1对本发明的一种土壤总氮光谱检测装置做进一步具体说明。
本发明的土壤总氮光谱检测装置，包括箱体、开关1、减震器和探头，箱体的左上方设有开关1，所述箱体的底部设有减震器，用以降低由于振动影响实验结果的准确性。所述箱体的上方依次设有人机交互2和若干散热孔4，利用人机交互可以进行语音识别和视觉跟踪，散热孔可降低装置的发热情况，所述箱体内侧偏上方设有液晶显示电路，液晶显示电路利用触觉技术通过电子机械方式集成进触觉接口器件后可以产生相图。所述液晶显示电路的右侧与结合套管3相连，所述结合套管3的右侧通过电线与光传感器6相连，所述液晶显示电路与结合套管3通过电线与单片机相连，所述单片机的右侧设有AD转换电路5，所述AD转换电路5的右端与光传感器6的左侧通过导线连通，所述光传感器6的右侧通过导线与探头相连，所述箱体前侧偏上方设有电源。所述箱体内部从下往上依次设有电机驱动和光源驱动，所述光源驱动位于单片机和AD转换电路5的下方。所述探头的上方的垂直方向上设有输出光纤9，所述输出光纤9的上方设有光电二极管8，所述光电二极管8的右侧设有输入光纤11，所述输入光纤11的上方设有发光二极管10。所述输出光纤9与输入光纤11之间的夹角为45°～60°。所述输入光纤11的下侧与探头的距离为6～10cm。采用单片机利用集成电路将数据信息传送给AD转换电路，进而转化成数字信号，入射光到达土壤表面后，一部分被土壤吸收，一部分产生漫反射。通过测量土壤的漫反射，就可以间接测量土壤有机质含量。
实验例
一、本发明采用220mm、275mm和340mm三个波长来检测吸光率，具体如表1所示：
由表1可知，采用本发明的装置在波长为220mm、275mm和340mm的范围，进行检测时，其吸光率的误差范围较小，由此可知，本发明的测定结果准确率高。
二、将待测的样本利用本发明的装置进行检测，测定的全氮含量如表2所示：
由表2可知，利用本发明的装置进行检测全氮含量，其全氮含量的标准差在0.01～0.03，误差率较小，有效地提高了实验的准确性。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种土壤总氮光谱检测装置，包括箱体、开关(1)、减震器和探头，其特征在于所述箱体的左上方设有开关(1)，所述箱体的底部设有减震器，所述箱体的上方依次设有人机交互(2)和若干散热孔(4)，所述箱体内侧偏上方设有液晶显示电路，所述液晶显示电路的右侧与结合套管(3)相连，所述结合套管(3)的右侧通过电线与光传感器(6)相连，所述液晶显示电路与结合套管(3)通过电线与单片机相连，所述单片机的右侧设有AD转换电路(5)，所述AD转换电路(5)的右端与光传感器(6)的左侧通过导线连通，所述光传感器(6)的右侧通过导线与探头相连，所述箱体前侧偏上方设有电源。
2.根据权利要求1所述的一种土壤总氮光谱检测装置，其特征在于所述箱体内部从下往上依次设有电机驱动和光源驱动，所述光源驱动位于单片机和AD转换电路(5)的下方。
3.根据权利要求1所述的一种土壤总氮光谱检测装置，其特征在于所述探头的上方的垂直方向上设有输出光纤(9)，所述输出光纤(9)的上方设有光电二极管(8)，所述光电二极管(8)的右侧设有输入光纤(11)，所述输入光纤(11)的上方设有发光二极管(10)。
4.根据权利要求3所述的一种土壤总氮光谱检测装置，其特征在于所述输出光纤(9)与输入光纤(11)之间的夹角为45°～60°。
5.根据权利要求3所述的一种土壤总氮光谱检测装置，其特征在于所述输入光纤(11)的下侧与探头的距离为6～10cm。
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