CN116963826A - 浆料搅拌装置 - Google Patents

Abstract

一种自动计算机控制的采样系统和相关方法，用于收集、处理和分析农业样本的各种化学特性，例如植物可利用的营养物。采样系统允许以同时并发或半并发的方式针对不同分析物或化学特性处理和分析多个样本。有利的是，所述系统可以在“如收集的”条件下处理土壤样本，无需干燥或研磨。所述系统总体包括样本制备子系统和化学分析子系统，样本制备子系统接收由探头收集子系统收集的土壤样本并产生浆料(例如土壤、植被和/或肥料与水的混合物)，化学分析子系统处理所制备的浆料样本，用于量化样本的多种分析物和/或化学特性。制备子系统可以包括浆料再循环流动回路，其配置有用于搅拌、测量、并调节浆料的水与固体的比率的装置。所要保护的本发明的目的是一种浆料搅拌装置(8030)，包括：限定竖直中心线和搅拌室的细长壳体(8094)；配置成接收浆料的浆料入口(8032)、配置成用于流体联接至闭合的浆料再循环流动回路的浆料再循环入口(8033a)、以及配置成用于流体联接至浆料再循环流动回路的浆料再循环出口(8033b)；和可旋转的叶片机构，其配置成在搅拌室中将浆料维持在搅动混合状态。

Description

浆料搅拌装置

相关申请的交叉引用

本申请是于2021年5月20日提交的美国申请No.17/326050的延续，并要求均于2021年5月20日提交的美国临时申请No.63/191186、63/191189、63/191195、63/191199和63/191204的权益。前述申请全部通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及农业采样和分析，并且更具体地涉及用于执行土壤和其它类型的农业相关采样和化学特性分析的全自动系统。

背景技术

周期性的土壤测试是农业技术的重要方面。测试结果提供了有关土壤化学组成的有价值信息，例如植物可利用的营养物和其它重要的特性(例如，氮、镁、磷、钾、pH等的水平)，使得可以向土壤中添加各种改良剂，以最大限度地提高作物生产的质量和产量。

在一些现有的土壤采样过程中，将收集的样本干燥、研磨，添加水，并且然后过滤以获得适合分析的土壤浆料。将萃取剂添加到浆料中以提取植物可利用的营养物。然后过滤浆料，以产生澄清溶液或上清液，将所述澄清溶液或上清液与化学试剂混合以用于进一步分析。

期望的是改进对土壤、植被和肥料的测试。

发明内容

本发明提供了一种自动化计算机控制的采样系统和相关方法，以用于针对诸如植物可利用的营养物之类的各种化学特性收集、处理和分析农业样本，例如但不限于在一个实施例中为土壤样本。采样系统允许以同时并发或半并发的方式相对连续且快速地相继针对不同的分析物(例如，植物可利用的营养物)和/或化学特性(例如，pH值)处理和分析多个样本。有利地，该系统可以在“如收集的”条件下处理土壤样本或其它类型的农业样本，而无需之前描述的先前处理中繁琐的干燥和研磨步骤。

本系统总体包括样本制备子系统和化学分析子系统，所述样本制备子系统接收土壤或其它类型的农业样本并且产生农业浆料(即，土壤、植被和/或肥料与水的混合物)，所述化学分析子系统从样本制备子系统接收所制备的浆料样本和对其进行处理，用于对样本的分析物和/或化学特性进行量化。可以通过探头收集子系统自动或提供包括手动采样的其它方法收集农业样本。所描述的化学分析子系统可以用于分析可以由土壤、植被、肥料、乳液或其它类型的样本构成的农业浆料。

在一个实施例中，样本制备系统总体包括混合装置，所述混合装置将处于“如采样的”(例如，未干燥和未研磨)条件下的原始土壤样本与诸如水之类的稀释剂混合以形成样本浆料。然后，将未过滤的浆料通过粗过滤器单元进行粗过滤，以去除比期望尺寸大的尺寸过大的固体颗粒，所述尺寸过大的固体颗粒可能包括样本中的异物碎屑和/或未被混合装置完全分解的农业样本固体的硬化团聚体。过滤后的浆料(滤液)然后进入闭合浆料再循环流动回路，所述闭合浆料再循环流动回路被配置成循环浆料以用于确定浆料的水与固体的比率。如本文进一步描述的那样，形成流动回路的成一体部分的各种部件被配置成使浆料在闭合流动回路中循环、抑制压力突增、测量浆料密度、以及测量浆料的固体微粒组分的密度。系统和流动回路部件中的一些或全部的操作可以由可编程系统控制器控制。该系统测量实际的水与固体的比率，并将该测量值与随后对浆料进行化学分析以量化感兴趣的分析物(例如，土壤营养物或其它参数)的水平或浓度所需的期望目标水土比进行比较。该系统被配置成向闭合流动回路添加水，以达到目标水土比。

一旦达到目标水土比，浆料就会被从浆料再循环流动回路中提取出来，并通过细过滤器单元进行过滤，所述细过滤器单元形成浆料再循环流动路径的组成部件。然后通过化学分析子系统处理提取和过滤的浆料，所述化学分析子系统量化感兴趣的一种或多种分析物的浓度或水平。化学分析子系统执行以下一般功能：向浆料中添加/混合萃取剂、从浆料中分离澄清上清液、向上清液中添加/混合变色试剂、以及最后感测或分析，用于检测分析物和/或化学特性，例如经由比色分析或其它分析技术。

尽管本文可以关于处理土壤样本来描述采样系统(例如，样本收集、制备和处理)，其代表所公开的实施例的一类用途，但是应当理解的是包括设备和相关过程的相同系统还可以用于处理其它类型的农业相关样本，所述农业相关样本包括但不限于植被/植物、草料、肥料、饲料、乳液或其它类型的样本。因此，本文公开的本发明的实施例应当被广泛地视为农业采样系统。因此，本发明显然不单限于针对感兴趣的化学特性处理和分析土壤样本。

附图说明

通过详细描述和附图，将更加全面理解本发明，其中相同的元件被类似地标记，并且其中：

图1是根据本公开的农业采样分析系统的示意性流程图，示出了采样分析系统的每个子系统的高级功能方面；

图2是用于控制本文公开的系统和设备的基于可编程处理器的中央处理单元(CPU)或系统控制器的示意性系统图；

图3是农业样本分析系统的第一实施例的基本示意图；

图4是包括闭合流动回路浆料再循环的农业样本分析系统的第二实施例的基本示意图；

图5是可用于图44A或图44B的系统中的浆料密度计的第一实施例的透视图；

图6是其第一侧视图；

图7是其第二侧视图；

图8是其第一端视图；

图9是其第二端视图；

图10是其俯视图；

图11是其仰视图；

图12是其第一纵向剖视图；

图13是其第二纵向剖视图；

图14是其纵向透视剖视图；

图15是可用于图44A或图44B的系统中的浆料密度计的第二实施例的第一透视图；

图16是其第二透视图；

图17是其拆下控制系统围板的情况下的第三透视图；

图18是其纵向剖视图；

图19A示出了密度计的振荡器管的一部分，示出了由附接到管上的永磁体的磁场导致浆料中的铁颗粒在管的内侧上的聚集；

图19B示出了附接到振荡器管的磁隔离构件的第一实施例；

图19C示出了附接到振荡器管的磁隔离构件的第二实施例；

图19D示出了附接到振荡器管的磁隔离构件的第三实施例；

图19E示出了附接到振荡器管的磁隔离构件的第四实施例；

图19F示出了振荡器管的可能的定向振动运动；

图19G示出了以竖直取向安装的振荡器管；

图20是细过滤器单元的第一实施例的第一透视图；

图21是其第二透视图；

图22是其仰视图；

图23是其俯视图；

图24是其侧剖视图；

图25是细过滤器单元的第二实施例的第一透视图；

图26是其第二透视图；

图27是其端视图；

图28是其俯视图；

图29是其侧剖视图；

图30是用于使用加压空气掺合土壤浆料的无泵系统的示意图；

图31是示出添加到浆料中的稀释剂(例如，水)的稀释量对比浆料密度的第一图表；

图32是其第二图表；

图33是其第三图表；

图34是根据农业采样分析系统的农业浆料制备系统的替代实施例的示意性装备和流程图；

图35是结合有图34的浆料制备系统的农业采样分析系统的示意性方框流程图；

图36是农业浆料制备系统的粗过滤器单元的俯视透视图；

图37是其分解图；

图38是其仰视透视图；

图39是其第一侧视图；

图40是其第二侧视图；

图41是其纵向剖视图；

图42是取自图41的放大细节；

图43是粗过滤器单元的横向剖视图；

图44是农业浆料制备系统的积蓄器的俯视透视图；

图45是其仰视透视图；

图46是其俯视分解透视图；

图47是其仰视分解透视图；

图48是其纵向剖视图；

图49是积蓄器的入口端的端视图；

图50是其横向剖视图；

图51是农业浆料制备系统的搅拌装置的俯视透视图；

图52是其俯视图；

图53是其仰视图；

图54是其左侧视图；

图55是其右侧视图；

图56是其前视图；

图57是其后视图；

图58是其侧纵向剖视图；

图59是其前纵向剖视图；

图60是其上横向剖视图，示出了驱动齿轮装置；

图61是其下横向剖视图，示出了叶片组件；

图62是其分解俯视透视图，示出了分离出的马达和驱动齿轮装置的部分；

图63是搅拌装置的底部区段的透视图；

图64是农业浆料制备系统的气动双隔膜(AODD)泵的横向剖视图，示出了处于第一操作泵送位置的泵；

图65是其横向剖视图，示出了处于第二操作泵送位置的泵；

图66是泵的一个泵头的第一透视图，示出了内侧以及附接的入口止回阀和出口止回阀；

图67是其第二透视图，示出相对外侧；

图68是其透视图，示出处于分解状态的入口阀；

图69是泵头和阀组件的内侧的平面图；

图70是其纵向剖视图。

所有附图不一定是按比例绘制。除非另有明确说明，否则在一个图中编号地出现但在其它图中未编号地出现的部件是相同的。除非另有明确说明，否则在本文中对出现在带有相同完整编号但具有不同字母后缀的多个附图中的完整附图编号的引用应被解释为一般参考所有这些附图。

具体实施方式

本文通过参考示例性(“示例”)实施例来说明和描述本发明的特征和益处。示例性实施例的该描述旨在结合附图来阅读，这些附图应当被认为是整个书面描述的一部分。因而，本公开明确地不应当限于这样的示例性实施例，这样的示例性实施例说明了可以单独存在或以特征的其它组合存在的特征的一些可能的非限制性组合。

在本文中公开的实施例的描述中，对方向或取向的任何引用都仅仅是为了描述的方便，而不是以任何方式限制本发明的范围。相对术语(诸如“下部”、“上部”、“水平”、“竖直”、“上方”、“下方”、“向上”、“向下”、“顶部”和“底部”)及其派生词(例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)应当被解释为是指如继而所描述或在所讨论的附图中所示出的取向。这些相对术语仅仅是为了方便描述，并且不要求以特定的取向来配置或操作的设备。诸如“附接”、“固定”、“连接”、“耦合”、“互连”之类的术语和类似术语是指这样的关系：结构直接地或者通过介入结构间接地彼此固定或附接，除非另有明确指出以外，否则包括可移动的或刚性的附接或关系两者。

如贯穿本文所使用，本文公开的任何范围都被用作用于描述该范围内的每一个值的简写。在范围内的任何值都可以被选择作为该范围的终点。此外，本文引用的所有参考文献都通过引用整体并入本文。在本公开中的定义与所引用的参考文献的定义发生冲突的情况下，以本公开为准。

图1是根据本公开的农业采样系统3000的示意性流程图。本文公开的子系统共同提供农业样本的完整处理和化学分析，从农田中收集的、样本制备到最终化学分析。在一个实施例中，系统3000可以结合到机动化采样车辆上，所述机动化采样车辆被配置成行驶穿过农田以从该农田的各个区域收集土壤样本并且对其进行处理。这允许准确生成田地的全面营养物和化学特性分析简档，以为了根据样本中植物可利用的营养物和/或化学特性的量化，快速且方便地确定每个区域所需的土壤改良剂和施用量。系统3000有利地允许针对各种化学成分或特性(诸如像但不限于植物可利用的营养物)同时对多个样本进行处理和化学分析。在一个实施例中，采样系统可以是土壤采样系统，所述土壤采样系统被配置成确定用于作物生产的农田的不同部分中的营养物水平。然而，采样系统可以如本文先前描述用于各种其它类型的农业采样。

农业采样系统3000总体包括样本探头收集子系统3001、样本制备子系统3002和化学分析子系统3003。样本收集子系统3001和机动化采样车辆在美国专利公报No.2018/0124992A1中充分描述。在土壤采样的情况下，样本收集子系统3001通常执行从田地提取和收集土壤样本的功能。样本可以是土壤塞或芯的形式。所收集的芯被转移到保持室或容器中以由样本制备子系统3002进一步处理。其它采样系统在2020年2月28日提交的美国申请号62/983237；2020年4月30日提交的63/017789；2020年4月30日提交的63/017840；2020年4月30日提交的63/018120；2020年4月30日提交的63/018153；2021年5月20日提交的63/191147；2021年5月20日提交的63/191159；2021年5月20日提交的63/191166；2021年5月20日提交的63/191172；2021年5月20日提交的17/326050；2021年5月20日提交的63/191186；2021年5月20日提交的63/191189；2021年5月20日提交的63/191195；2021年5月20日提交的63/191199；2021年5月20日提交的63/191204；2021年6月9日提交的17/343434；于2021年6月9日提交的63/208865；2021年6月9日提交的17/343536；于2021年6月22日提交的63/213319；2021年8月31日提交的63/260772；2021年8月31日提交的63/260776；2021年8月31日提交的63/260777；2021年9月17日提交的63/245278；2021年11月15日提交的63/264059；2021年11月15日提交的63/264062；2021年11月15日提交的63/264065；2022年2月23日提交的63/268418；2022年2月23日提交的63/268419；2022年3月8日提交的63/268990；以及于2021年2月10日提交的PCT/IB2021/051076；于2021年2月10日提交的PCT申请号PCT/IB2021/051077；2021年4月7日提交的PCT/IB2021/052872；2021年4月7日提交的PCT/IB2021/052874；2021年4月7日提交的PCT/IB2021/052875；2021年4月7日提交的PCT/IB2021/052876中进行了描述。

样本制备子系统3002通常执行以下功能：在混合装置中接收农业样本固体或芯、添加预定量或体积的过滤水、混合土壤和水混合物以产生样本浆料、粗过滤浆料并且将过滤后的浆料转移至属于闭合浆料再循环流动回路和流动路径一部分的搅拌装置、使浆料在流动回路中再循环、测量浆料的实际水土比以及用水稀释浆料至目标水/土比。

化学分析子系统3003通常执行以下功能：通过细过滤器单元从浆料再循环流动回路汲取或提取浆料、添加萃取剂、混合萃取剂和浆料以提取感兴趣的分析物(例如，植物可利用的营养物等)，处理萃取剂-浆料混合物以产生澄清液体或上清液、去除或转移上清液、注入试剂并在一段保持时间内保持上清液-试剂混合物以允许与试剂完全化学反应以及测量分析物，例如通过经由比色分析的吸光度或另一种分析技术。

现在将更详细地描述样本制备和化学分析子系统3002、3003及其设备或部件。

如本文已经指出的那样，本文公开的农业采样系统、子系统和相关过程/方法可用于处理和测试土壤、植被/植物、肥料、饲料、乳液或其它感兴趣的农业相关参数。具体地，本文公开的系统的化学分析部分(化学分析子系统3003)的实施例可以用于测试土壤和植物/植被采样之外的其它领域中的多种化学相关参数和分析物(例如，感兴趣的营养物/化学品)。一些非限制性示例(包括土壤和植物)如下。

土壤分析：硝酸盐、亚硝酸盐、总氮、铵、磷酸盐、正磷酸盐、多磷酸盐、总磷酸盐、钾、镁、钙、钠、阳离子交换容量、pH、阳离子的碱饱和度百分比、硫、锌、锰、铁、铜、硼、可溶性盐、有机质、过量石灰、活性炭、铝、氨基糖硝酸盐、氨态氮、氯化物、碳氮比、电导率、钼、质地(沙子、淤泥、粘土)、囊肿线虫卵计数、矿化氮和土壤孔隙空间。

植物/植被：氮、硝酸盐、磷、钾、镁、钙、钠、阳离子的碱饱和度百分比、硫、锌、锰、铁、铜、硼、氨态氮、碳、氯化物、钴、钼、硒、总氮和活植物寄生线虫。

肥料：水分/总固体、总氮、有机氮、磷酸盐、钾肥、硫、钙、镁、钠、铁、锰、铜、锌、pH、总碳、可溶性盐、碳氮比、氨态氮、硝酸盐氮、氯化物、有机质、灰分、电导率、凯氏氮、大肠杆菌、粪大肠菌群、沙门氏菌、总凯氏氮、总磷酸盐、钾肥、硝酸盐氮、水溶性氮、水不溶性氮、氨态氮、腐殖酸、pH、总有机碳、堆积密度(包)、水分、硫、钙、硼、钴、铜、铁、锰、砷、氯化物、铅、硒、镉、铬、汞、镍、钠、钼和锌。

饲料：丙氨酸、组氨酸、脯氨酸、精氨酸、异亮氨酸、丝氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、苏氨酸、胱氨酸、赖氨酸、色氨酸、谷氨酸、蛋氨酸、酪氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸(需要粗蛋白)、砷、铅、镉、锑、汞。

维生素E(β-生育酚)、维生素E(α-生育酚)、维生素E(δ-生育酚)、维生素E(γ-生育酚)、维生素E(总量)、水分、粗蛋白、钙、磷、ADF、灰分、TDN、能量(可消化和可代谢)、净能量(增益、泌乳、维持)、硫、钙、镁、钠、锰、锌、钾、磷、铁、铜(不适用于预混合物)、饱和脂肪、单不饱和脂肪脂肪、欧米伽3脂肪酸、多不饱和脂肪、反式脂肪酸、欧米伽6脂肪酸(需要粗脂肪或酸性脂肪)、葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、黄曲霉毒素(B1、B2、G1、G2)、呕吐毒素、伏马菌素、赭曲霉毒素、T2-毒素、玉米赤霉烯酮、维生素B2、B3、B5、B6、B7、B9和B12、卡路里、氯化物、粗纤维、木质素、中性洗涤纤维、非蛋白质氮、硒美国专利、总碘、总淀粉、维生素A、维生素D3和游离脂肪酸。

饲料：水分、粗蛋白、酸性洗涤纤维ADF、NDF、TDN、净能量(增重、泌乳、维持)、相对饲料值、硝酸盐、硫、铜、钠、镁、钾、锌、铁、钙、锰、钠、磷、氯化物、纤维、木质素、钼、氢氰酸和硒USP。

乳液：乳脂、纯蛋白质、体细胞计数、乳糖、其它固体、总固体、添加的水、乳液尿素氮、酸度、pH值、抗生素测试和微生物。

虽然下面描述了测试土壤，但任何提取、分析或测量系统都可以与任何上述材料一起使用。

控制系统

图2是示出控制或处理系统2800的示意性系统图，所述控制或处理系统包括如本文所引用的基于可编程处理器的中央处理单元(CPU)或系统控制器2820。系统控制器2820可以包括一个或多个处理器、非暂态有形计算机可读介质、可编程输入/输出外围设备、以及通常与基于全功能的处理器的控制器相关联的所有其它必要的电子配件。包括控制器2820的控制系统2800经由合适的通信链路可操作地且可通信地链接到本文其它各处描述的不同土壤样本处理和分析系统和装置，以便以完全集成和序列的方式控制这些系统和装置的操作。

参考图2，包括可编程控制器2820的控制系统2800可以安装在任何位置的固定支撑件上，或者相反地安装在可平移的自走式或牵引式机器(例如，车辆、拖拉机、联合收割机等)上，该机器根据一个实施例可以包括农业机具(例如，播种机、中耕机、犁、喷雾器、撒布机、灌溉工具等)。在一个示例中，机器执行联接到用于农业操作的机具的拖拉机或车辆的操作。在其它实施例中，控制器可以是固定站或设施的一部分。

无论是在可平移机器上还是外接在可平移机器上，控制系统2800总体包括控制器2820、非暂态有形计算机或机器可访问和可读介质(例如，存储器2805)以及网络接口2815。计算机或机器可访问且可读介质可以包括可操作地且可通信地耦合到一个或多个处理器的任何合适的易失性存储器和非易失性存储器或装置。可以使用易失性或非易失性存储器的任何合适的组合和类型，包括作为示例但不限于随机存取存储器(RAM)及其各种类型、只读存储器(ROM)及其各种类型、硬盘、固态驱动器、闪存、或可以由可操作地连接到介质的处理器写入和/或读取的其它存储器和装置。易失性存储器和非易失性存储器二者都可以用于存储程序指令或软件。在一个实施例中，计算机或机器可访问且可读的非暂态介质(例如，存储器2805)包含可执行的计算机程序指令，当其由系统控制器2820执行时，该指令使得系统执行包括测量土壤以及植物样本的特性和测试的本公开的操作或方法。虽然在示例性实施例中机器可访问和可读非暂态介质(例如，存储器2805)被示出为单个介质，但是该术语应当被理解为包括存储一组或多组控制逻辑或指令的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库、和/或相关联的高速缓存和服务器)。术语“机器可访问和可读非暂态介质”还应被认为包括能够存储、编码或携带由机器执行并且使机器执行本公开的方法的任何一个或多个的指令集。术语“机器可访问和可读非暂态介质”因此也应当被认为包括但不限于固态存储器、光学和磁性介质以及载波信号。

网络接口2815与其它地方描述的农业(例如，土壤或其它)样本处理和分析系统(及其相关联的装置)(在图2中统称为2803)以及其它系统或装置通信，所述其它系统或装置可以包括但不限于具有其自己的控制器和装置的机具2840。

可编程控制器2820可以包括一个或多个微处理器、处理器、片上系统(集成电路)、一个或多个微控制器或其组合。该处理系统包括用于执行一个或多个程序的软件指令的处理逻辑2826以及用于从网络接口2815和/或农业样本处理和分析系统2803发射和接收讯息的通信模块或单元2828(例如，发射器、收发器)，所述农业样本处理和分析系统包括样本制备子系统3002和本文描述的部件，所述部件进一步包括闭合浆料再循环流动回路8002部件。通信单元2828可以与控制系统2800(例如，控制器2820)集成或者与可编程处理系统分开。

指导包括一个或多个处理器的系统控制器2820的操作的控制系统2800的可编程处理逻辑2826可以处理从通信单元2828或网络接口2815接收的讯息，所述讯息包括农业数据(例如，测试数据、测试结果、GPS数据、液体施用数据、流量等)以及土壤样本处理和分析系统2803生成的数据。控制系统2800的存储器2805被配置用于预编程的变量或设定点/基线值，存储收集的数据以及用于控制控制器2820的操作的供执行的计算机指令或程序(例如，软件2806)。存储器2805可以存储例如软件部件，例如用于分析土壤和植被样本以执行本公开的操作的测试软件，或任何其它软件应用程序或模块、图像2808(例如，捕获的农作物图像)、警报、地图等。系统2800还可以包括音频输入/输出子系统(未示出)，其可以包括麦克风和扬声器，用于例如接收和发送语音命令或者用于用户认证或授权(例如，生物测定)。

系统控制器2820经由通信链路2830与存储器2805双向通信、经由通信链路2832与网络接口2815双向通信、经由通信链路2834、2835与显示装置2830以及可选的第二显示装置2825双向通信以及经由通信链路2836与I/O端口2829双向通信。系统控制器2820还可以经由网络接口2815和/或如图所示直接通过有线/无线通信链路5752与土壤样本处理和分析系统2803通信。

显示装置2825和2830可以为用户或操作员提供可视的用户界面。显示装置可以包括显示控制器。在一个实施例中，显示装置2825是具有触摸屏的便携式平板装置或计算装置，该触摸屏显示数据(例如，土壤的测试结果、植被的测试结果、液体施用数据、捕获的图像、局部视图地图层、如施用的液体施用数据、如种植的或如收获的数据或其它农业变量或参数的高清晰度田地地图、产量地图、警报等)以及由农业数据分析软件应用程序生成的数据并且从用户或操作员接收对田地的区域的分解图的输入，从而监控和控制田地操作。操作可以包括机器或机具的构型、数据的报告、包括传感器和控制器的机器或机具的控制、以及所生成的数据的存储。显示装置2830可以是显示器(例如，由原始设备制造商(OEM)提供的显示器)，其显示用于局部视图地图层的图像和数据、如施用的液体施用数据、如种植的或如收获的数据、产量数据、控制机器(例如，播种机、拖拉机、联合收割机、喷雾器等)、操纵机器并且利用位于机器或机具上的传感器和控制器监控机器或连接到该机器的机具(例如，播种机、联合收割机、喷雾器等)。

农业样本浆料处理系统的修改方案

以下节段描述了本文先前描述的前述农业样本分析系统和相关联的装置的各个方面，其针对感兴趣的分析物(例如，诸如氮、磷、钾等的土壤营养物、植被、肥料等)处理和分析/测量所制备的农业样本浆料。具体地，修改方案涉及图1所示的农业(例如，土壤或其它)采样系统3000的样本制备子系统3002部分和化学分析子系统3003部分。为了针对讨论下文的可替代装置和装备提供广泛的背景，图3是概括农业样本分析系统处理流程顺序的高级示意性系统图。该实施例说明了如本文进一步描述的静态浆料批次模式密度测量。图4本质上是相同的，但在细过滤站和样本制备混合室之间添加并包括浆料再循环回路，用于动态连续模式浆料密度测量。

现在参考图3和图4，农业样本分析系统7000按流动路径顺序包括农业样本制备子系统7001、密度测量子系统7002、细过滤子系统7003、分析物萃取子系统7004、超细过滤子系统7005、和分析物测量子系统7006。土壤样本制备子系统7001代表系统中最初制备样本浆料的部分。因此，子系统7001可以包括本文描述的混合装置8010，其包括：混合室，在所述混合室中水被添加到块状农业样本(例如，土壤或其它农业固体)以制备浆料；和本文描述的粗过滤器(例如，过滤器单元8020)，所述粗过滤器从所制备的土壤浆料中移除较大或过大颗粒(例如，小石头、碎石、碎屑、农业固体的硬化团块等)。此外，粗过滤器的尺寸被设计为使浆料中的所需最大颗粒尺寸穿过，以确保用于在该处理中使用的重量/密度测量的浆料的均匀流动和密度，如本文进一步描述的那样。经由通过浆料泵7081的泵送或者替代地经由通过流体耦合到加压空气源7082(在图3中以虚线示出)所提供的加压空气对混合装置8010和过滤器单元8020之间的流动导管加压气动地，可以将所制备和粗过滤的浆料从混合装置转移到密度测量子系统7002。

分析物萃取子系统7004和测量子系统7006可以包括图1中所示的农业采样系统3000。超细过滤子系统7005可以包括本文公开的细过滤器单元8080(参见，例如图34至图35)，其包括本文进一步描述的任何其实施例。

值得注意的是，图3至图4中所示的装置和装备(例如，一个或多个泵、阀等)的次序可以在系统中被切换和重新定位，但却不会影响单元的功能。此外，可以添加额外的装置和装备，例如阀装置、泵、其它流动装置、传感器(例如，压力、温度等)，以控制流体/浆料流动并且将额外的操作信息传输到可以控制所示系统的操作的系统控制器。因此，系统不限于单独示出的构型和装置/装备。

数字浆料密度测量装置

密度测量子系统7002包括数字浆料密度测量装置7010，用于获得在图3至图4的样本制备室(例如，图34中的混合装置8010的混合室8013)中制备的混合农业样本浆料的密度。在一个实施方式中，密度测量装置7010可以是图5至图19所示的任何实施例的U形管振荡器类型的数字密度计，所述数字密度计用于测量样本浆料的密度，所述样本浆料在一个非限制性示例中可以是土壤浆料，在下文中为了方便将使用它。然而，应当认识到，任何类型的农业样本浆料都可以在相同的系统中进行处理，包括土壤、植被、肥料或其它。浆料的密度被用于确定需要添加到土壤样本中的稀释剂(例如，水)的量，以为了实现对于分析物的化学分析所需的水土比，如本文进一步描述的那样。U形振荡器管7011经由频率发射器或驱动器7012被激励以使管以其特征固有频率振荡。在各种实施例中，驱动器7012可以是电磁感应器、压电致动器/元件或机械脉冲发生器，所有这些都可操作以产生用户可控且预编程的激励频率。提供诸如接收器或拾取器7013之类的相对应的传感器，所述传感器被配置成检测和获得振荡器管在被激励时的振动测量。拾取器可以是能够检测和测量振荡器管7011在被激励时的振动频率响应的电磁、电感、压电的接收器/元件、光学或其它市售传感器。受激励的振荡器管7011的脉冲或振动响应运动被拾取器7013检测，所述拾取器测量管的频率响应的振幅，当管为空管时，所述振幅在自然/共振或二次谐波频率处最高。替代地，可以使用驱动频率和从动频率之间的相位差来缩窄到固有频率。

在操作中，振荡器管7011在被激励时的振动频率相对于浆料的密度变化，要么在一个实施例中所述浆料被停滞地填充在振荡器管中用于批次模式密度测量，要么在另一个实施例中所述浆料以优选连续且恒定的流量流过U形管，以用于连续密度测量。数字密度测量装置经由数字控制器将测得的振荡频率转换为密度测量值，所述数字控制器被编程以比较空管的基线固有频率和填充浆料的管的频率。

频率驱动器7012和拾取器7013可操作地且可通信地耦合到电子控制电路，该电子控制电路包括基于微处理器的密度计处理器或控制器7016-2，其安装到从基座7014支撑的电路控制板7016。控制器7016-2被配置成经由驱动器7012向振荡器管7011传递脉冲激励频率，并且测量被激励的振荡器管的共振频率和相位的所得变化。数字密度测量装置7010经由控制器将测得的振荡频率转换为密度测量值，所述控制器被预编程并且被配置有操作软件或指令以执行测量和密度确定。控制器7016-2可以被提供并且被配置有所有常用的辅助装置和附件，所述常用的辅助装置和附件与本文之前已经描述的任何控制器类似并且对于提供全功能可编程电子控制器是所必需的。因此，为了简洁起见，将不再进一步详细描述密度计控制器7016-2的这些细节。

图5至图14示出了根据第一实施例的具有振荡器管的密度测量装置7010。密度测量装置7010还包括基座7014、多个间隔件7015、管安装块7017、流动连接歧管7018、至少一个或一对永磁体7025、电子电路控制板7016和电通信接口单元7016-1，所述电通信接口单元被配置成用于板的电源和与系统控制器2820的通信接口两者。基座7014被配置成用于将密度测量装置安装在平坦的水平支撑表面、竖直支撑表面或以水平和竖直之间的任何角度布置的支撑表面上。因此，可以根据期望使用基座的任何合适的相对应的安装取向。考虑到作用在载有浆料的振荡器管上的重力，基座的安装取向可以由振荡器管7011的预期振荡方向来确定。通常有利的是，以尽可能实现最高百分比的水平通道的方式将所有浆料通道安装在振荡器管中，使得微粒的任何沉降垂直于流动通道而不是与其共线地发生。在如图所示的一个实施例中，基座7019的形状可以基本上是平面的和矩形的；然而，可以使用其它多边形和非多边形形状的基座。基座可以任选地包括多个安装孔7019，以便于利用各种紧固件(未示出)将基座安装到支撑表面。基座7019限定密度测量装置7010的纵向中心线CA，其与振荡器管7011的长度(如图所示，平行于管的平行腿部)对准。换言之，振荡器管的长度沿着中心线CA延伸。在一个实施例中，中心线CA和振荡器管7011内的流动通道可以如图所示是水平的，使得发生的任何沉降都垂直于通过通道的流动而不是与流动共线。在其它实施例中，振荡器管内的流动通道的至少大部分可以是水平取向的。

间隔件7015在结构上可以是细长，并且将控制板7016与基座7014间隔开，使得振荡器管7011可以占据其间产生的空间7015-1。为此目的可以使用任何合适数量的间隔件。该空间优选地足够大以提供用于容纳振荡器管7011和诸如频率驱动器7012和拾取器7013之类的其它附件的运动的间隙。平面控制板7016可以优选地平行于基座7014取向，如图所示。

在一个实施例中，频率驱动器7012和拾取器7013可以刚性地安装到电路板7016，如图5至图14各种所示。在如图15至图18所示的其它可能的实施例中，驱动器和拾取器可以刚性地安装到附接至基座7014的单独的竖直支撑件7031。在每种情况下，驱动器和拾取器安装成毗邻并且邻近永磁体7025，但不接触永磁体。永磁体7025产生与驱动器7012和拾取器7013相互作用的静磁场(磁通线)，用于激励振荡器管7011并且在振荡器管被激励时测量其振动频率。

管安装块7017被配置成用于以悬臂的方式将振荡器管7011刚性地安装到其上。在一个实施例中，振荡器管7011可以是直U形管构型，如图所示，其中所有部分都位于相同的水平面中。振荡器管7011的直入口端部部分7011-1和直出口端部部分7011-2被安装到块7017并且由块刚性地支撑(参见，例如图14)，以允许当管被电子地/电磁地激励时管类似于音叉振荡。安装块7017包括一对通孔7017-1，所述一对通孔接收振荡器管的端部部分7011-1、7011-2，以供它们完整地穿过。在一个实施例中，通孔7017-1可以是平行的。振荡器管的与入口端部部分和出口端部部分相对的U形弯曲部分7011-3以及U形弯曲部分和安装块7017之间的邻接的管部分未被支撑并且能够响应于由驱动器7012传递的激励频率而自由振荡。

振荡器管7011的入口端部部分7011-1和出口端部部分7011-2穿过管安装块7017突出超出管安装块，并且各自被接收在流动连接歧管7018的相对应开口通孔或孔7018-1中，所述相对应开口通孔或孔与限定连接歧管7018的浆料入口7020和浆料出口7021相关联(参见图14中的浆料方向流动箭头)。通孔7018-1可以具有任何合适的构型，以便以紧密且流体密封的方式保持振荡器管7011的端部部分7011-1、7011-2。例如O形环、弹性体密封剂或类似物的合适的流体密封可以用于实现振荡器管和连接歧管7018之间的防漏联接。连接歧管7018抵接地接合安装块7017，以提供穿过其的连续的联接开口，用于使入口端部部分7011-1和出口端部部分7011-2完全地支撑振荡器管7011的端部部分(参见，例如图14)。在所设想的其它可能的实施例中，连接歧管7018可以与安装块7017间隔开，但优选地相对紧密靠近安装块7017。

安装块7017、流动连接歧管7018和基座7014可以优选地由具有足够重量和厚度的合适金属(例如，铝、钢等)制成，以充当振动阻尼器，使得通过密度测量装置7010测量的振荡器管的激励仅指示填充的振荡器管7011的频率响应，而不受任何相对应的寄生共振的干扰，否则可能在基座或安装块和流动连接歧管中引起所述寄生共振。

在图5至图14所示的第一振荡器管实施例中，振荡器管7011可以具有如本文所示和之前描述的常规U形。该管可以平行于基座7014的平坦顶表面取向。在一个非限制性实施例中，振荡器管7001可以由非金属材料形成。合适的材料包括玻璃，例如硼硅酸盐玻璃。然而，在其它可能的实施例中，可以使用金属管。永磁体7025从振荡器管7001固定地且刚性地支撑并且安装至振荡器管，例如在U形管的靠近U形弯曲部分7011-3的相对横向侧上，如图所示。U形弯曲部分距离振荡器管的邻接安装块7017的悬臂部分最远，并且因此当被驱动器7012激励时经历最大的位移/偏转，从而使得管振动频率变化容易被数字密度计控制器7016-2检测到。对于填充有浆料的振荡器管7011对比空管的固有频率的频率偏差测量，这产生了最大的灵敏度；频率的偏差或差异被控制器7016-2所使用以测量浆料密度。

尽管具有振荡器管的实验室数字密度计在市场上有售，但它们的现货并不完全兼容用于测量土壤浆料或其它农业物料，所述土壤浆料或其它农业物料与其它流体的不同之处在于土壤中可能存在不同量的铁(Fe)。土壤浆料中的铁产生干扰准确的土壤浆料密度测量的问题，这是因为浆料中的铁颗粒被吸引到密度测量装置7010中使用的永磁体。这导致铁颗粒聚集在距离永磁体最近的管部分上，从而当振荡器管装载有土壤浆料且由驱动器7012激励时由不利地影响振荡器管的共振频率而使密度测量产生偏差。图19A示出了振荡器管中聚集有Fe颗粒的这种不期望的情况。

为了解决在处理含铁颗粒的浆料时的前述问题，根据本公开的密度测量装置7010的实施例可以修改为包括各种磁隔离特征或构件，所述磁隔离特征或构件被配置成将永磁体与振荡器管7011以及其中的含铁浆料磁隔离开。在图5至图14所示的实施例中，每个永磁体7025都可以通过包括非磁性支座7024(也在图19B和图19C中示意性地示出)的磁隔离构件安装到振荡器管7011。支座从振荡器管的横向侧沿相反方向并且垂直于密度测量装置7010的纵向中心线CA横向地向外突出。支座7024被配置具有合适的尺寸或长度，以使永磁体与振荡器管7011间隔开足够远，以出于上述讨论的原因防止在管内产生足以吸引和聚集土壤浆料中的铁颗粒的强度的静磁场。磁场可以使得其强度减弱到允许颗粒在流动力的作用下移动而不会沉积在振荡器管内侧上的程度。如图19B所示，从永磁体7025的北(N)极向南(S)极循环并流动的磁通线(虚线)没有到达振荡器管7011。磁体支座7024避免了图19A中所示由永磁体7025直接安装到振荡器管7011所导致的铁聚集问题。

在振荡器管7011由非金属和非磁性材料(例如，玻璃或塑料)形成的一个实施例中，支座7024可以一体地形成为管的单件式整体结构部分。在其它实施例中，安装有永磁体的支座可以是分离的离散元件，其例如通过粘合剂、夹具或其它合适的联接机械方法固定地联接到振荡器管7011。在提供金属振荡器管的情况下，支座7024由非金属材料(例如，塑料或玻璃)形成，所述非金属材料通过合适的措施(例如，粘合剂、夹具、支架等)附接或粘附到振荡器管。

可以使用用于将永磁体7025安装到振荡器管7011和磁隔离构件的其它可能的布置，所述布置屏蔽或引导由磁体产生的磁通线远离管。例如，图19D示出了包括磁隔离构件的永磁体组件，所述磁隔离构件包括散置在永磁体和振荡器管之间的金属磁屏蔽构件7030，以引导磁通线(虚线)远离振荡器管。在所示的实施例中，屏蔽构件7030被配置为金属平板。图19E示出了U形或杯形屏蔽构件7030，其类似于图19D起作用。可以使用任何合适形状的金属磁屏蔽构件，只要磁通线被重新引导以不到达和穿透振荡器管7011即可。

图19F示出了经由放置频率驱动器7012和拾取器7013激励振荡器管7011的方向对于水平取向的管而言可以是在最刚硬的方向(例如，由管振荡运动箭头表示的左/右)上或者是在最不刚硬且最柔性的方向(例如，上/下)上。这将显著影响振荡器管的固有频率，所述固有频率形成基线，所述基线与充满浆料的被激励的管进行比较以确定浆料密度(重量)。管的侧对侧的激励/运动方向越刚硬，则其固有频率越高，而上下方向越柔性，其固有频率越低。可以使用振荡器管的任一取向或不同角度的取向。在一些实施例中，进一步有利的是使管在重力方向(即，竖直方向)上比在加载/激励方向(即，由管振荡运动箭头表示的水平方向)上显著更刚硬，如图318B所示，以有助于降低会干扰密度测量准确度的系统噪音。

密度测量装置7010以本领域已知的用于此类U形管型密度计的常规方式操作，以从土壤浆料获得密度测量值。浆料密度测量值被通信到控制系统2800(可编程控制器2820)，所述控制系统可操作地耦合至密度测量装置7010(参见，例如图3、4或35中的密度测量子系统7002)。控制器利用测量值自动确定需要向浆料中添加多少水(稀释剂)，以达到根据待采样和待分析的材料类型的预编程的目标水土比或其它农业样本物料的比率。

现在将描述一种用于制备农业样本浆料的示例性方法/过程，所述方法/过程使用利用密度测量装置7010(密度计)所得到的浆料密度测量值和由控制系统2800的控制器2820经由合适的编程指令/控制逻辑所实现的预编程闭环控制方案。为了便于描述，该示例将使用土壤作为样本，但不限于此，并且可以用于其它农业样本物料(例如，植物、肥料等)。根据农田的环境条件和土壤类型，给定收集的样本中的任意量的土壤以及相关联的任意土壤水分含量，土壤浆料将被稀释以达到一致的密度读数，从而确保可重复的分析结果。

图31至图33是示出添加到浆料中的稀释剂(例如，水)的稀释量对比浆料密度的曲线，控制器2820使用该曲线来确定达到预编程的目标水土比所需的稀释剂的量。目标水土比可以以目标浆料密度的形式被预先编程到控制器中，因为所使用的稀释剂的密度是一个已知的固定因子，所以所述目标浆料密度可以直接等同于该比率。在被使用的稀释剂的已知密度(例如，水的密度为0.998g/mL)也被预先编程到控制器中的情况下，随着越来越多的稀释剂添加到系统中的浆料中，浆料混合物最终将逼近密度稀释剂的密度，但永远不能逆转并变得密度低于该值。因此，图330所示的关系和曲线由控制器2820生成并用于达到目标浆料密度(水土比)。稀释量(Y轴)是为实现稀释而添加的总体积。在不同量的土壤、土壤水分和添加水(稀释剂)来形成初始浆料混合物的情况下，该曲线的斜率会发生变化，但将保持相同的总体形状。

另外参考图3至图4，所收集的原始土壤样本和已知量的水如所指示的那样最初在混合装置100中第一次混合以制备浆料。一旦土壤浆料已在混合器中混合并均质化，则由密度计感测第一密度测量值并将其传输至控制器2820。图31中的曲线上的点7090A指示所取得的第一密度测量值。

为了更精确地实时确定稀释量与浆料密度的关系，在接下来的步骤中由控制器2820计量已知量的水并且经由可操作地耦合的水控制阀7091将所述已知量的水添加到混合装置100(例如，20mL)，并且第二次测量所得的浆料密度。图32中的曲线上的点7090B指示取得的第二次测量值。然后，可以通过控制器在所取得的两个浆料密度点7090A和7090B之间生成线性关系(在曲线上由这两个点之间的实线表示)。对于给定的预先编程的目标浆料密度(土水比)，然后可以将目标密度输入到该关系中，并且由控制器2820计算的输出是实现该目标密度所需的稀释剂(例如，水)的总量的第一估值。

接下来，控制器2820计量并将达到目标浆料密度所需的估计量的附加稀释剂(例如，水)添加到通过混合装置100与浆料混合的浆料混合物。第三次测量所得的浆料密度。图33中的曲线上的点7090C指示所取得的第三次测量值，所述第三测量值继续向线性关系添加数据点(参见曲线上更长的实线)。一旦控制器已经获取了至少三个浆料密度测量值和浆料密度曲线上的对应点，控制器就可以对数据执行多项式回归，从而提供更精确的曲线拟合。基于并使用预编程的目标密度，控制器2820然后基于更新的曲线计算所需的稀释剂总量，并将该量添加到浆料中以实现目标浆料密度。可以迭代该过程以提高回归模型的准确性或直到实际密度足够接近目标密度。

图14至图18描绘了用于与密度测量装置7010一起使用的悬臂式U形振荡器管7032的替代第二实施例，其与本文先前描述的直U形振荡器管7011形成对比。在本实施例中，振荡器管7032具有折返式U形管形状，其中180度的主U形弯曲部分7032-3在振荡器管7032的直线入口端部部分7032-1和直线出口端部部分7032-2的顶部上方向后延伸，所述振荡器管固定到管安装块7017和流动连接歧管7018。这是通过在直线端部部分7032-1、7032-2和主U形弯曲部分7032-3之间添加两个额外的180度的次U形弯曲部分7032-4而产生的。一个次U形弯曲部分7032-4在主U形弯曲部分7032-3上游布置在振荡器管的浆料入口腿部中，而另一个次U形弯曲部分7032-4在主U形弯曲部分下游布置在振荡器管的浆料出口腿部中，如图所示。在该折返式振荡器管实施例中，支座7024布置在次U形弯曲部分上并且在相反的横向方向上横向向外突出，以将永磁体7025保持为与振荡器管呈间隔开的关系。频率驱动器7012和拾取器7013由位于永磁体附近的分离竖直支撑件7031从基座7014支撑，以激励振荡器管7032，如本文先前所述。

在折返式振荡器管7032中，浆料流遵循图17中的方向流动箭头指示的路径。通过主U形弯曲部分7032-3和次U形弯曲部分7032-4，浆料流沿平行于中心线轴线CA的第一方向运动两次，并且也沿平行于中心线轴线CA的相反方向运动两次。主U形弯曲部分7032-3水平取向，而次U形弯曲部分7032-4竖直取向。在该设计中，中心线CA和振荡器管7011内的流动通道的大部分可以在如图所示的取向上保持水平，使得发生的任何沉降都垂直于通过通道的流动而不是与流动共线。

与首先上述的图5的第一U形振荡器管7011对比，三重弯曲的折返式振荡器管7032设计是有利的，这是因为振动位移在管的左侧和右侧之间呈镜像(例如，随着管振荡，竖直弯曲部7032-4弯曲朝向彼此移动，然后远离彼此移动)。因此，在振动期间总是存在相互抵消的相等且相反的力，从而对基座和其它部件的质量、刚度或阻尼的外部影响不会影响振动。之前的直U形管振荡器设计由于没有对振荡进行平衡而容易把振动传播到基座中，因此整个系统会产生一定程度的振动。由于整个系统都会振动，因此对整个系统质量、刚度或阻尼的任何外部影响都会人为地改变固有频率，从而在一定程度上对准确度产生不利影响。尽管如此，在不受不适当外部影响的情况下，直U形管振荡器还是可以接受的。

密度测量装置7010设置和部件的其余部分与利用振荡器管7011的实施例本质上是相同的，并且为了简洁起见这里将不再赘述。

在一些实施例中，可以提供组合频率发射器或驱动器7012和接收器或拾取器7013两者的前述功能的单个装置来代替分离的单元。作为一个非限制性示例，这种装置可以是超声换能器。对于组合的单个驱动器-拾取器装置7012/7013，该装置可以被激活以激励振荡器管7011，使振荡器管几次振荡停止，然后重新激活振荡器管以测量管的所得到的振荡频率响应。在组合设计中，仅需要位于驱动器/拾取器附近的单个永磁体7025。

细滤过滤器

现在将进一步描述图3和图4所示的细过滤子系统7003的细过滤器单元。在测试中，发明人已经发现，直接从混合装置“细”过滤(例如，0.010英寸/0.254毫米)出来在某些情况下会对获得涵盖可能遇到的、采样的和测试的所有类型的土壤的一致的水土比(例如，3:1)的能力产生不利且显著的影响。因此，有益的是在进行细过滤之前了解和测量来自混合装置100的混合的原始土壤样本浆料的密度。因此，所公开的农业样本分析系统7000的优选但非限制性实施例包括在密度测量装置7010上游的粗过滤器146以及在密度测量装置下游的细过滤器7050或7060；下面更详细地描述其中的每一个。公开了包括这种两级浆料过滤的农业样本分析系统的两种不同的示例性构型；一种构型如图4所示具有从细过滤器单元返回到混合装置100的浆料再循环以及一种构型如图3所示没有再循环，本文进一步讨论。

农业样本分析系统利用具有非常粗的筛网(例如，在一个可能的实施方式中约0.04英寸至0.08英寸/1毫米至2毫米的最大颗粒尺寸通道)的第一粗过滤器146来初始筛分和过滤掉来自浆料的较大尺寸的石头、碎石和聚集体，以避免阻塞/堵塞微流体处理盘4000上游的流动导管(管件)管线，同时仍然允许在密度测量装置7010中执行准确的密度测量。在如本文之前描述的一个实施例中，粗过滤器146可以结合到混合装置100中或者可以是分离的下游单元。该粗过滤之后是在具有细筛分(例如，在一种可能的实施方式中，小于0.04英寸/1毫米，例如约0.010英寸/0.25毫米的最大颗粒尺寸通道)的细过滤器单元7050或7060中执行细过滤，以允许农业浆料样本通过下游浆料处理和室分析流动网络(例如，微流体流动网络和微流体处理盘的部件)，而不会造成流动阻塞/堵塞。在共同拥有的国际公报No.WO2020/012369中公开了这种微流体处理盘流动网络的示例。对于土壤而言，这些经过细过滤器单元的极小颗粒构成了土壤的营养物含量的绝大部分，因此在系统中使用细过滤的浆料进行最终化学分析是可以接受的。值得注意的是，细过滤步骤和过滤器单元7050、7060能够使用并适用于由待采样的其它农业物料(例如，植被、肥料等)组成的浆料，并且因此不仅仅限于土壤浆料。

图21至图24示出了细过滤器单元7050的第一实施例，所述细过滤器单元可以与图3至图4中所示的土壤浆料制备和分析系统中的任一个一起使用。细过滤器单元7050被配置用于尤其与图4的浆料再循环设置(其包括闭合再循环流动回路7059)一起使用，如图所示它在细过滤器单元7050(或7060)和混合装置100之间。

过滤器单元7050包括纵向轴线LA、过滤前浆料入口喷嘴7051、过滤前浆料出口喷嘴7052、多个滤液出口7053(过滤后)、内部过滤前浆料室7057、内部滤液室7054以及一个或多个过滤器构件，例如布置在室之间的筛网7055。在一个实施例中，筛网7055可以是弧形的并且定位在浆料室7057的顶部上，如图24中最佳所示。可以提供任意数量的筛网。一对环形密封件7056将入口喷嘴7051和出口喷嘴7052流体密封到过滤器单元的主体，以允许在将入口喷嘴和出口喷嘴固定到主体之前将过滤器筛网7055初始放置在过滤器单元内部。主体可以是块状、圆柱形或其它形状。喷嘴可以与中心主过滤器主体脱离，以便进入过滤器单元的内部并初始安装筛网或定期更换筛网。螺纹紧固件7058或其它合适的联接装置可用于将入口喷嘴和出口喷嘴联接到主体的相对端部。浆料入口喷嘴7051和浆料出口喷嘴7052可以具有任何合适的构型，以为了接受任何合适类型的管件连接器，以将系统浆料管件7088流体联接到过滤器7050。可以使用的管件连接器的一个非限制性示例是市售的John Guest塑料半盒式连接器。可以使用其它管件连接器。任何合适的非金属(例如，塑料)或金属的材料可用于构造包括筛网7055的过滤器单元7050。在一个实施例中，过滤器单元的主体可以是塑料的，并且筛网7055可以是金属的，例如限定网孔的网格网。

在操作中并且关于图4描述通过细过滤器单元7050的浆料流动路径，未过滤的浆料从粗过滤器146依次(上游到下游)流经密度测量装置7010，并通过入口喷嘴7051进入细过滤器单元。浆料轴向且线性地流过过滤前浆料室7057，然后通过出口喷嘴7052离开过滤器回到混合装置100(参见，例如图4中的“样本制备室”)。可以提供浆料再循环泵7080以流体地驱动闭合再循环流动回路7059中的再循环流并且将尚未细过滤的浆料返回至混合装置。可以使用任何合适类型的浆料泵。在一些实施例中，如果主浆料泵7081提供足够的流体动力来驱动浆料流通过整个闭合再循环流动回路7059，则可以省略再循环泵。系统将粗过滤的浆料连续再循环回到混合器的主掺合室一段时间。与单独使用混合器的情况相比，通过使浆料在闭合再循环流动回路7059中连续再循环通过混合器和粗过滤器，这种再循环可以有利地帮助更快地获得均匀的浆料混合物以用于分析。在密度测量期间，先前描述的控制系统2800(包括可编程控制器2820)根据系统监测由密度测量装置7010测得的浆料密度自动地计量水并且将水添加到混合装置100，以为了实现预编程的水土比，所述密度测量装置被可操作地耦合到控制器。通过这种连续的浆料再循环，可以更好地混合浆料。

一旦获得了具有期望的水土比的粗过滤的均质浆料，再循环浆料流的一小部分就可以被绕过并且从细过滤器单元7050中被提取，用于分析物萃取子系统7004中的初始处理和随后的化学分析(参见，例如图4)。所提取的浆料横向地流过滤器筛网7055而流入滤液室7054中，并且然后通过滤液出口7053向外地流动到分析物萃取子系统。如果需要的话，可以通过合适的控制阀7070控制所提取的浆料的流动，所述控制阀的位置可在打开的全流动、关闭的无流动和节流的部分打开的流动之间改变。阀7070可以被手动地操作或由控制器2820自动地操作，一旦已经实现具有期望的水土比的均匀浆料，就在适当的时间打开，或者以其它方式被预编程。额外的阀也可以用于打开水流动，以为了在清洁循环期间对过滤器反冲刷，以为下一个样本做准备。

虽然在图319至图323中示出两个滤液出口7053，但是其它实施例可以具有多于两个的滤液出口或更少(即，一个出口)。每个滤液出口7053都流体联接到专用土壤样本浆料处理和分析链或系统中的单独一个并且将细过滤的浆料(滤液)供应至专用土壤样本浆料处理和分析链或系统中的单独一个，例如在共同拥有的国际公报No.WO2020/012369中所公开；每个链都与其它链流体地隔离开并且被配置用于并行地量化不同的感兴趣的分析物(例如，诸如氮、磷、钾等的植物营养物)的浓度。

值得注意的是，以上使用的术语“过滤前”仅是指土壤浆料相对于当前描述的细过滤器单元7050还没有被过滤的事实。然而，浆料可以已经例如在图3至图4中看到的粗过滤器146中在上游经历了先前的过滤或筛分。因此，浆料可以在到达下游的细过滤器单元7050之前是过滤的。

细过滤器单元7050被配置为消除浆料中的土壤颗粒或其它颗粒的通过，所述土壤颗粒或其它颗粒在极小直径的微流体流动通道/导管和微流体处理盘流动部件(例如，在国际公报No.WO2020/012369中描述的微流体处理盘的阀、泵和分析处理楔形件内形成的室)中导致阻塞或以其它方式堵塞。因此，细过滤器单元7050的过滤器筛网7055被设定尺寸为供与微流体处理盘相容并且尺寸小于由与混合装置相关联的上游粗过滤器146筛出的土壤颗粒的尺寸的土壤颗粒通过。过滤器筛网7055具有多个开口，每个所述开口都被配置成从浆料中移除比预定尺寸大的颗粒以产生滤液。在一个实施例中，筛网7055可以由网格状金属网形成，所述网格状金属网限定用于过滤浆料的网孔。

因此，在一个优选实施例中，系统的第一粗过滤器146被配置成供具有第一最大颗粒尺寸的浆料通过，并且第二细过滤器单元7050被配置成供具有比第一最大颗粒尺寸小的第二最大颗粒尺寸的浆料通过。此外，包括第三超细过滤器5757的超细过滤子系统7005(其可以被结合到微流体处理盘4000中或与微流体处理盘相关联或与土壤采样系统3000相关联)被配置成供具有比第一最大颗粒尺寸和第二最大颗粒尺寸小的第三最大颗粒尺寸的浆料通过。如本文先前所描述的那样，超细过滤器5757是微孔过滤器，其可以代替离心机并且被配置为从土壤浆料和萃取剂混合物产生澄清的滤液，所述澄清的滤液用作用于化学分析的上清液。因此，超细过滤器575的性能在最小的最大可通过颗粒尺寸方面胜于粗过滤器和细过滤器两者。作为非限制性示例，可以用于超细过滤器575的代表性孔尺寸为约0.05μm至1.00μm并且包括端点。值得注意的是，以上术语“第一”、“第二”、“第三”用于暗示当浆料通过图3至图4中所示的系统时浆料从上游到下游依次遇到的过滤器单元。因此，随着浆料依次通过每个过滤器单元，最大浆料颗粒尺寸不断地变小。

在普通的过滤器操作中，所有的流动都被导引通过筛网，并且任何不通过筛网的东西都停留在筛网上并且积聚。这需要在一段时间后对筛网进行排水或反冲刷，以为了其目的保持其清洁和功能正常。如果需要待过滤掉大量的微粒物料，则这带来问题，因为这会导致在过滤器需要清洁之前供过滤器正常工作的时间段非常短。出于这个原因，设计出新的筛网细过滤器单元7050、7060，其操作原理是从如上所述的主浆料再循环流动路径中提取少量的土壤浆料用于测试，而不是拦截所有浆料流以用于细过滤。由于仅浆料流的一小部分被提取并且与由浆料流通过过滤器单元的主方向成横向地行进穿过筛网，这样做有利地使得过滤器能够在相当更久的时间段内保持清洁。此外，优选地与由筛网7055所占据的平面平行取向的主浆料流动路径通过流动的剪切作用而连续地擦洗和清洁过滤器筛网7055(参见，例如图24)，以防止颗粒聚集在筛网上。还值得注意的是，细过滤器单元7050和7060有利地避免了其中可能聚集微粒的具有低压力或流动的内部区域。还期望的是避免过滤器中将由于重力而使微粒积聚的内表面取向。因此，细过滤器单元7050、7060的实施例优选地可以被取向为使得过滤器筛网7055、7065分别位于主流动和接合点上方，并且优选地在与通过过滤器主体的浆料的主流动路径成横向的方向上，在所述接合点处旁通浆料流被抽离以用于化学分析(参见，例如图24和图29)。

图25至图29示出上述的细过滤器单元7060的第二实施例。细过滤器单元7060包括多个任选可更换的过滤器筛网组件或单元7068。在该实施例中，通过与细过滤器单元7050进行对照，过滤器筛网单元可以在不破坏与系统管件/管道的端部流体连接的情况下被移除和更换，从而极大程度地促进随时间的筛网的定期替换。过滤器单元7050具有内部安装的筛网7055，其可以通过移除如本文先前描述的浆料入口喷嘴7051和出口喷嘴7052来接近。在一些实施例中，过滤器筛网单元7068可以被配置成是一次性的，使得当需要时可以将新的筛网单元与用过的堵塞的筛网单元互换。

细过滤器单元7060具有限定纵向轴线LA的轴向细长形主体、过滤前浆料入口7061、过滤前浆料再循环出口7062、多个滤液出口7063(过滤后)、与入口和出口流体连通的内部过滤前主浆料室7067以及多个过滤器筛网单元7068，每个所述过滤器筛网单元都包括过滤器构件，诸如布置在室7067与一个滤液出口7063之间的筛网7065。入口7061和出口7062可以优选地在室7067的每个端部处位于细过滤器单元主体的相对端部处，从而允许主浆料室限定与每个滤液出口7063流体连通的浆料分配歧管。在一些实施例中，筛网7065可以是凸形弯曲的和圆顶形的(在图29中最佳示出)。主浆料室7067在筛网单元7068下方在入口7061和出口7062之间轴向地延伸。虽然细过滤器单元7060是凸形的，但可以以所示的取向使用，使得筛网7065的暴露于主浆料室7067中的浆料的部分可以被认为基本水平地取向并且与纵向轴线LA和通过主浆料室筛网的浆料的轴向流平行。当细过滤器单元7060在优选的水平位置中使用时，通过筛网的流动进一步沿着向上的方向(与纵向轴线LA和室中的轴向浆料流动成横向)。该组合有利于以下两者：(1)随着浆料流过浆料室7067中的筛网，擦洗和清洁筛网7065，从而防止浆料颗粒积聚在筛网上，直到滤液被提取，以及(2)抵消用于在筛网上积聚微粒的重力的影响，这是由于浆料从底部进入筛网，从而将颗粒保持在筛网下方，直到发生滤液提取。

细过滤器单元7060是轴向细长形的，使得筛网单元7068可以如图所示布置在单个纵向阵列或行中，使得主浆料室7067是线性笔直的，以避免在浆料流动路径中产生可能积聚浆料中的微粒的内部死流和低压区域。

在一个实施例中，可以是弹性体垫圈的环形密封件7066可以作为组件的一部分被直接结合到每个过滤器筛网单元7068中，以将筛网单元流体地密封到过滤器单元的主体。在一个实施例中，筛网单元7068可以具有杯形构型(在图26中最佳示出)，其中凸形弯曲的圆顶形筛网7065从密封件7066的一侧向外/向下突出到主浆料室7067中。每个筛网单元7068都被接收在形成于过滤器单元7060的主体中的互补配置的向上敞开的容座7069中，所述容座与过滤器单元的主浆料室7067流体地连通。筛网保持器7064可以被可拆卸地联接到过滤器单元主体并且被至少部分地接收在每个容座中以保持每个筛网单元，如图29中最佳所示。主体可以是块状的、圆柱形的或其它形状。在一个实施例中，滤液出口7063可以是筛网保持器7064的成一体的整体结构部分，并且在一些实施例中可以如图所示以常规的管件倒钩终止，以便于联接到系统的流动导管管件。可以使用其它类型的流体端部连接。滤液出口7063从顶部到底部完全地延伸穿过保持器(图328的分段)。在一些实施例中，保持器7064可以具有大致台阶状的圆柱形构型。螺纹紧固件7058或其它合适的联接装置可以用于将保持器7064可移除地联接到过滤器单元的主体。保持器7064将过滤器筛网单元7068捕获在容座7069中。任何合适的非金属材料(例如，塑料)或金属材料可以用于构造包括筛网7065的过滤器单元7060。在一个实施例中，过滤器单元的主体可以是塑料的，并且筛网7065可以是金属的。

与过滤器单元7050和筛网7055类似，筛网单元7068具有筛网7065，每个所述筛网都被配置为从浆料中移除比预定尺寸大的颗粒以产生滤液。因此，过滤器筛网7065具有多个开口，每个所述开口都被配置成供具有预定最大颗粒尺寸的浆料通过。在一个实施例中，筛网7065可以由网格状金属网形成，所述网格状金属网限定用于过滤浆料的网孔。筛网7065或7055的其它实施例可以使用聚合物网。在其它可行的实施例中，可以使用其它类型的过滤器介质来执行所期望的浆料筛分。

用于交换过滤器筛网单元7068的示例性过程包括移除螺纹紧固件7058，从每个容座7069与过滤器单元主体的纵向轴线LA成横向地撤回保持器7064，横向地撤回过滤器筛网单元，将新的筛网单元与纵向轴线LA成横向地插入每个容器中，将保持器再插入容座中，以及再安装紧固件。

一种用于使用浆料再循环和双重过滤来制备农业样本浆料的非限制性方法的概述总体包括以下步骤：在混合装置中将农业样本与水混合以制备浆料；第一次过滤浆料；测量浆料的密度；将浆料再循环回到混合装置；以及通过次级细过滤器提取再循环浆料的一部分，以获得最终滤液。第一次过滤浆料包括使具有第一最大颗粒尺寸的颗粒的浆料通过，并且第二次过滤浆料包括使具有比第一最大颗粒尺寸小的第二最大颗粒尺寸的颗粒的浆料通过。然后，最终滤液流动到本文公开的任何农业样本分析系统中，所述农业样本分析系统被配置为进一步处理和测量浆料中的分析物。

值得注意的是，细过滤器单元7050和7060可以通过简单地经由堵塞物或经由流体联接到出口喷嘴的闭合阀关闭相应的再循环出口喷嘴来与没有浆料再循环的图3的农业样本分析系统一起使用。替代地，在浆料通过细过滤器之后，浆料可以流向废物。在这种情况下，将需要在浆料正流过过滤器的同时从浆料中提取滤液。

代替图4的泵再循环系统，图30是示出代替地用于使用加压空气使粗过滤的浆料再循环通过细过滤器单元7050或7060的可替代装备布局和方法的示意图。两个掺合室如图所示通过流动导管网络布局流体联接到细过滤器单元7050或7060的入口和出口，所述流动导管网络布局可以是所示的管道或管件7086。掺合室中的至少一个可以由混合装置100A提供，用于初始地制备水和土壤浆料。另一个掺合室可以是额外的混合装置100B，或者替代地简单地是空的压力器皿。如图所示，四个浆料阀7085A、7085B、7085C和7085D被流体地布置在细过滤器单元与室中的每个室之间，用于在掺合期间控制浆料的引导。在操作中，如果首先在混合装置100A(样本制备室#1)中制备浆料，则打开阀7085B和7085C，并且关闭阀7085A和7085D。混合装置100A用来自带阀的加压空气源7086的空气加压，这促使浆料流过密度测量装置7010和细过滤器单元7050或7060到达混合装置100B。然后，关闭阀7085B和7085C，并且打开阀7085A和7085D。然后，对混合装置100B加压，促使浆料沿相反的方向流过细过滤器单元7050或7060和密度测量装置7010而回到混合装置100A。该顺序循环被重复多次以继续浆料掺合。阀装置和加压空气源可以被可操作地耦合到系统控制器2820压力并且由所述系统控制器压力控制，所述系统控制器可以被编程以促使这种往复来回流动非常迅速地发生。浆料密度可以每次浆料流过密度计连续地测量。一旦根据需要彻底地掺合浆料，则打开来自细过滤器单元的滤液出口以将过滤的浆料导引至图4中所示的提取子系统7004以用于处理和化学分析。在一些实施例中，可以使用单个加压空气源用于每个混合室以代替分离的源。在另一个实施例中，第二室可以被安装在第一样本制备室正上方，其中两个室之间有阀。代替对第二室加压，重力将允许浆料向下流动回到第一室中。

系统浆料流动导管设定尺寸

浆料流动导管(例如，图3至图4中所示的浆料管件7088)的内径(ID)对于在不堵塞管件的情况下进行农业样本分析系统7000的正确操作而言至关重要。当使具有大颗粒的浆料移动通过小管时，堵塞的可能性增加。对于几乎层流而言，在壁处的速度接近于零，这会加剧问题。对于小管件而言，由于浆料上的高摩擦力，因此该问题变得显著。如果这些摩擦力变得太大，则颗粒将从流中掉出并且颗粒在管件中积聚，从而导致流动停止。另外，大颗粒可能与其它大颗粒一起楔入小管中并且导致阻塞和流动停止。然而，由于非常大的管件难以具有足以保持颗粒悬浮的流动来防止土壤颗粒沉降，所以具有非常大的管件也存在问题。

发明人已经发现，浆料管件7088和通道的内径应当被设计成使得横截面内径最小是浆料中的最大颗粒尺寸的两倍。也就是说，作为示例，如果颗粒被粗过滤器146或细过滤器单元7050或7060筛分到2mm的尺寸(例如，直径)，则管件的ID应当不小于4mm的直径。相比之下，管件和通道的内径应当被设计为使得横截面内径最多为最大颗粒尺寸(例如，直径)的十倍。也就是说，作为示例，如果颗粒被筛分到2mm的尺寸，则管件的ID应当不大于20mm的直径。因此，浆料管件7088的优选内径具有介于至少最大颗粒尺寸/直径的两倍和不大于最大颗粒尺寸/直径的十倍之间的临界范围。

在一些实施例中，所使用的管件材料可以优选地是柔性的并且由含氟聚合物形成，例如但不限于在一个非限制性示例中的FEP(氟化乙丙烯)。其它含氟聚合物例如为PTFE(聚四氟乙烯)、ETFE(聚乙烯四氟乙烯)和PFA(全氟烷氧基聚合物树脂)。与这些含氟聚合物相关联的动态摩擦系数(DCOF)也影响上述管件内径的优选范围，这是由于管件材料对浆料流动产生摩擦阻力。如按照ASTM D1894测试协议所测量的，FEP、PTFE、ETFE和PFA每个都具有在约0.02至0.4之间且包含端点的范围内的DCOF。因此，在一些实施例中，与上述临界管件内径范围相关联的用于浆料管件7088的管件材料优选地还具有在约0.02至约0.4之间且包含端点的范围内的DCOF并且更具体地与FEP相关联地具有在约0.08至0.3之间且包含端点的范围内的DCOF。由发明人执行的测试证实，在临界管件内径范围内的FEP管件的使用避免了上述的浆料流动阻塞问题。在其它可行的实施例中，可以使用尼龙。

具有修改浆料再循环的农业样本浆料制备系统

图34至图70示出了农业样本分析系统7000的修改的农业浆料制备系统8000及其各个部件的各个方面。系统8000是图1中所示的样本制备子系统3002的一个非限制性实施例。系统8000被配置并且可操作以制备包括农业样本物料(例如，固体)的基于水的浆料，其具有适合于样本中分析物水平(例如，植物营养物或其它)的进一步化学分析和量化的期望目标浆料水与固体比率。在一个实施例中，该系统可以包括闭合浆料再循环流动回路8002，所述闭合浆料再循环流动回路包括可操作以测量所制备的浆料的密度的密度测量装置。再循环流动回路能够与浆料系统的其它部分隔离开，以形成与测量农业浆料的密度结合使用的闭合浆料流动路径或回路，如本文进一步描述。该回路允许浆料在闭合再循环系统中再循环，同时逐渐添加水(稀释剂)以实现目标水与固体(农业)比率。在一个实施例中，农业样本物料可以是土壤，所述土壤包括基于水的浆料的微粒或固体部分；然而，本文之前描述的任何其它农业物料或固体可以与浆料制备系统8000一起使用。

图34是在图35的相关高级方框流程图中表示的农业浆料制备系统8000的简化示意性装备图。

首先参考前述图34至图35，农业浆料制备系统8000总体包括流体联接且连通的混合装置8010、粗过滤器单元8020和闭合浆料再循环流动回路8002。混合装置8010可以经由流动导管8001流体联接到浆料再循环流动回路8002。在一个实施例中，浆料可以从混合装置通过重力、加压空气力流动或被泵送到再循环流动回路。一种非限制性布置利用重力来避免泵的成本和维护。其它实施例可以依靠加压空气辅助的重力。

流动导管8001可以由只具有合适的尺寸(即，长度和直径)和材料(例如，金属和/或非金属材料(例如，塑料、橡胶等))或尺寸和材料的组合的管件、软管和/或管道形成。也可以根据需要使用这些材料和尺寸的组合。流动导管8001在结构上可以是柔性的、半刚性的和/或刚性的。在一个实施例中，塑料管件可以用于流动导管中的至少一些。粗过滤器单元8020可以经由流动导管8001流体联接到再循环流动回路8002和混合装置8010中的每一个并且位于再循环流动回路和混合装置之间的流动路径中。

发明人已经发现，将经由混合装置8010的初始块状农业浆料制备功能与将浆料保持在混合均匀状态以用于测量浆料密度的功能分开会导致更准确的密度确定。因此，如本文进一步描述的那样，浆料再循环流动回路8002包括用于此目的的单独的专用搅拌装置8030。

浆料混合装置

用于通过将所收集的农业固体与水混合来制备初始农业浆料的混合装置8010总体包括限定混合室8013、样本入口8011、水入口8012的可密封中空体以及可旋转叶片机构8014，所述可旋转叶片结构被配置和可操作，用于混合农业样本物料和添加到混合室8013的水。由块状或原始收集的农业物料(例如，土壤、肥料、植被或其它农业物料)组成的农业样本可以经由样本入口8011添加到混合装置8004。可以经由水入口8012添加水。

叶片机构8014总体包括叶片组件8015和驱动单元，例如联接到叶片组件的叶轮或驱动轴8017的电驱动马达8016。一组或多组间隔开的叶轮或叶片8016可以安装至驱动轴8017，所述一组或多组叶轮或叶片能够经由马达8016的运行以一个或多个恒定的预定速度或可变速度旋转。任何合适的市售固定或变速电马达可以用于本申请。

在一个实施例中，来自可用加压空气源8005的加压空气可以用于将未过滤的浆料从混合装置8010经由流动导管8001驱动至粗过滤器单元8020。来自混合装置8010的浆料排放流动导管8001中的截流阀8003可以被关闭。加压空气管线8006可以联接到截流阀和过滤器单元8020之间的流动导管8001。在其它可行的实施例中，浆料可以从混合装置8010泵送到过滤器单元8020。

粗过滤器单元

图36至图43单独且更详细地示出了粗过滤器单元8020的附加图像。粗过滤器单元8020被配置并且可操作以去除在混合装置8010中制备浆料之后可能保持夹带在农业样本浆料中的不期望的过大或较大的颗粒。这种过大颗粒可以包括与农业样本一起收集的农业固体或外来碎屑/异物的硬化积聚物或件。对于土壤样本，这种过大颗粒可能包括田地小石头或卵石、土壤中的异物(例如，农业装备、工具、紧固件的部分)或农作物残留物的硬块。

安装在过滤器单元8020内部的粗过滤器筛网8021具有网孔尺寸或开口，选择所述网孔尺寸或开口，以阻止这种大于期望的或过大的颗粒穿过筛网，同时允许悬浮在农业浆料中的期望的较小固体颗粒穿过至浆料再循环流动回路8002以用于如本文进一步描述的那样进一步处理。因此，选择筛孔或网孔尺寸以防止预定尺寸的颗粒穿过筛网8021，所述颗粒可能对本文公开的下游流动部件或装备(例如，泵、阀装置等)产生不利影响。考虑相反的方式，选择筛孔以允许具有预定最大颗粒尺寸的颗粒通过。在一个非限制性实施例中，作为示例，对于基于土壤的浆料，过滤器筛网8021的筛孔或网孔尺寸可以是约1/16英寸(0.063英寸)。大于此尺寸的浆料颗粒将无法通过过滤器筛网。其它尺寸的筛孔可以用于土壤浆料或其它类型的农业浆料。在一个实施例中，过滤器筛网8021是细长的并且可以从一侧到另一侧成弧形地弯曲，用于更容易地通过和排出积聚的碎屑。

在一个实施例中，粗过滤器单元8020可以具有大致Y形的主体，其包括未过滤的浆料入口8022、过滤后的浆料(滤液)出口8023和废物出口8024。在一些实施例中，过滤器单元8020可以由塑料形成；然而，其它实施例可以使用金属体。在一个实施例中，浆料入口8022可以包括可弹性变形的分段管件联接件8022a，所述管件联接件包括多个可径向变形的细长指状件8022b，其中纵向狭缝8022c周向分离开指状件(在图36中标记)。管件联接件8022a允许流动管/软管8001(流动导管)插入联接件内侧而不是外侧，使得管/软管的端部进入过滤器单元8020的浆料入口8022。这有利地消除了联接件布置中的任何小开口、间隙或暴露出的边缘，在所述小开口、间隙或暴露出的边缘处未过滤的浆料中的固体或碎屑可能会积聚并且导致堵塞。因此，进入过滤器单元的未过滤的浆料流动通道在内部是畅通无阻的，从而也避免了流动中的扰动。标准可收紧软管夹8022d可以用于向内压缩指状件8022b并且将管件/软管8001固定至管件联接件8022a(参见，例如图39)。在其它实施例中，可以使用其它类型的管/软管联接件。

在一个实施例中，滤液和废物出口8024可以是带螺纹的，以将阀8003直接安装至粗过滤器单元8020的主体。然而，可以使用其它类型的端部联接件布置。

过滤器筛网8021流体地插置在浆料入口8022和滤液出口8023之间，如图42最佳所示。在一个实施例中，筛网8021可以是细长的并且从一侧到另一侧成弧形地弯曲。筛网8021可以安装在Y形主体的中央部分中，所述Y形主体将过滤器单元的内部分成上部腔体8028a(在筛网的凹面侧上方)和下部腔体8028b(在筛网的凸面侧下方)。过滤器单元8020旨在用在其中上部腔体相对于穿过过滤器主体的水平参考平面H倾斜成角度向下的位置(参见，例如图41)。在其它实施例中，可以使用其它位置。

参考图41和图42，在一些实施例中，下部腔体8028b可以具有倾斜的截头圆锥形状，从而形成会聚锥体，所述会聚锥体沿着从过滤器筛网8021朝向滤液(过滤后的浆料)出口8023的方向向下而逐渐变窄。这形成漏斗并且集中离开过滤器单元8020的过滤后的浆料，同时提供邻近过滤器筛网的下部腔体的大上部部分，用于以最小的流体压降过滤最大量的浆料。

在一些实施例中，粗过滤器单元8020还可以包括透明盖8027，以允许目视检查过滤器筛网8021以发现从浆料流去除的碎屑的积聚。其它实施例可以具有不透明的盖。过滤器单元的滤液出口8023和废物出口8024以及未过滤的浆料入口8022中的每一个都是可关闭/密封的，用于经由提供与出口和入口中的每一个相关联的专用阀8003与浆料制备系统的其它部件流体隔离开。在一些实施例中，这些过滤器单元阀8003中的一个或多个可以直接联接到过滤器单元主体。在一个实施例中，可以使用具有可弹性变形的隔膜或囊(有时称为套筒)的气动夹紧阀，其对于处理具有夹带/悬浮微粒物质的浆料是理想的。夹紧阀类型的阀8003包括用于对阀加压的加压空气端口8003a，其使囊塌缩以关闭阀。由于囊的弹性记忆，因此释放气压使囊恢复成其弹性偏压的原始打开状态。这种夹紧阀是可商购的并且它们的操作在本领域中是已知的，无需进一步详细说明。然而，可以使用适合于本申请的其它类型的市售阀。本文讨论的所有阀8003均可以在至少完全关闭位置(无流动状态)和完全打开位置(流动状态)之间改变。如果需要，则一些阀8003可以在节流(即，部分打开)位置操作。注意的是，为了简洁起见并且最大限度地减少示出阀的绘图混乱，并非每个阀8003均在图34和图35中都被编号。

粗过滤器单元8020可以是自清洁设计。参考图42，太大而无法通过滤器筛网8021中的筛孔的夹带或悬浮在来自混合装置8010的浆料混合物中的过大颗粒(例如，农业固体或碎屑)以线性路径经过筛网8021的凹面上表面流动朝向废物出口8024。可通过筛网的浆料中的较小固体或颗粒被推动沿着横向于浆料入口8022和废物出口8024之间的上部腔体室中的浆料流动路径的方向从过滤器单元8020的上部腔体8028a向下通过筛网进入下部腔体8028b。值得注意的是，本文中的术语“横向地”或“横向”不一定意味着垂直于参考线或路径，而是还可以包括相对于参考线或路径的成角度取向。过滤后的浆料(滤液)继续流动至浆料再循环流动回路8002。这种自清洁布置有利地减少了过滤器筛网8021的堵塞，从而允许过滤器单元继续操作而无需频繁地停止该单元来反冲刷/清洁筛网。

粗过滤器单元8020还可包括起泡器系统，其用于主动过滤浆料并且用于定期反洗以清除在过滤器筛网8021的上表面上所沉积的碎屑，所述碎屑从穿过筛网的浆料中筛出。起泡器系统包括加压空气入口端口8025(“起泡器”)和加压水入口端口8026。在一个实施例中，螺纹联接件的推入连接式管可以用于将加压水管8026b附接到水入口端口8026，所述水入口端口可以是带螺纹的。类似的布置可以用于将空气管连接到空气入口8025。然而，可以使用其它类型的配件。

空气入口端口8025和水入口端口8026均位于过滤器单元8020主体上，以将加压空气和清洁水引入过滤器单元8020的位于过滤器筛网8021的凸形下部面下方的下部腔体8028b中，如图42中最佳所示。起泡器系统将下部腔体8028b中的空气和水组合以产生充气水的加压流，以用于过滤器单元的正常操作和清洁筛网。在一些实施方式中，在引入加压空气以启动起泡器动作之前，下部腔体可以首先填充水。在正常的浆料过滤操作或反洗筛网清洁循环期间，下部腔体8028b中的加压充气水流向上流动通过过滤器筛网以主动地驱逐碎屑，所述碎屑被冲走至废物。在正常过滤操作期间，充气水流连续流动，以防止筛网面上形成积聚物或沉积物，所述积聚物或沉积物可能堵塞筛孔。有利地，与单独的水相比，加压“起泡”作用传递更大的力来搅动和驱逐浆料中所夹带的更大的碎屑或固体颗粒。在土壤浆料的情况下，这些浆料可能含有较重的卵石或石头(或其它外来金属或非金属物体)形式的碎屑，这些碎屑不易去除并且否则可能经常堵塞筛网。充气水流将碎屑冲刷通过废物出口8024至废物。起泡器系统还有利地最小化用于当过滤器单元8020不工作或在使用之间时定期清洁粗过滤器单元8020的用水量。

在用于维护的定期筛网清洁操作期间，通过关闭其相关联的阀8003来关闭滤液出口8023。可以通过关闭混合装置8010和过滤器单元8020之间的上游阀8003流体隔离浆料入口8022。替代地，值得注意的是，当用干净的水清洁上游混合室并且然后将该水冲刷通过过滤器至废物时，阀8003可以保持打开。因此通常过滤器在清洁过程期间不与混合隔离开。废物出口8025经由打开其相关联的阀8003而打开。这将过滤器单元8021与混合装置8010和浆料再循环流动回路8002流体隔离开。一旦过滤器反洗/清洁操作终止，废物出口8025便通过关闭其相关联的阀8003而被关闭和密封，并且相反地，与浆料入口和出口相关联的阀被重新打开以恢复正常操作。

因为粗过滤器单元8020是自清洁设计并且前述起泡器系统在正常浆料过滤过程期间操作，所以可以浪费极少量的未过滤的浆料以保持过滤器筛网相对没有碎屑和堵塞。为了最大限度地减少浆料损失量，在过滤器单元的设计中采取了多种措施。首先，浆料入口8022和浆料出口8023以及废物出口8024相对于彼此取向，以最小化过滤过程期间浪费的浆料。在一种非限制性实施例中，未过滤的浆料入口8022和滤液出口8023的中心线8022L、8023L可以分别平行于彼此取向。这以类似的取向引入浆料并且从过滤器单元8020提取该浆料(在图42中最佳示出)，以利用未过滤的浆料将倾向于最容易地沿与其被引入过滤器单元中的方向相同的方向继续流动的事实。然而，废物出口8024L的中心线横向于浆料入口和浆料出口的中心线取向。由于进入过滤器单元8020的浆料的动力，这导致顺着废物路径的浆料比顺着通过滤器筛网8021的路径的浆料少。过滤器筛网8021还横向于浆料入口8022的中心线8022L取向，使得进入的浆料流被引导指向筛网8021的上部面。这将倾向于驱动浆料向下穿过筛网，而不是成角度地或横向侧向朝向废物出口。最后，过滤器单元8020的下部腔体8028B的尺寸大于过滤器单元的上部腔体8028a，以提供较小的流动阻力。较窄的上部腔体产生较大的阻力，使得浆料流具有向下流动通过滤器筛网8021的倾向。

值得注意的是，如果待处理的未过滤的农业浆料中的预期碎屑量较小，则粗过滤器单元8020可以根据需要通过关闭过滤器单元的废物出口阀8003以常规方式(而不是自清洁模式)操作。

一种用于过滤浆料的一般方法或处理总体包括：提供过滤器单元，所述过滤器单元包括过滤器筛网、形成在过滤器筛网上方的上部腔体和形成在过滤器筛网下方的下部腔体；将加压的空气和水注入下部腔体中，以产生充气水流；使充气水流流动通过过滤器筛网进入上部腔体中；将未过滤的浆料引入过滤器单元的上部室；和使未过滤的浆料以与充气水流逆流的方向通过过滤器筛网以产生滤液。因此，当废物出口阀8003打开时，过滤器单元以自清洁模式操作，以排出浆料的具有沿着过滤器筛网8021的上表面滑动的所夹带的过大颗粒的一部分通过过滤器单元8020的废物出口8024，与此同时将未过滤的浆料的其余部分以与充气水流逆流的方向向下通过过滤器筛网以产生滤液。过滤器筛网的上表面从一侧到另一侧呈弧形弯曲并呈凹面形，从而形成槽，所述槽有利于将过大颗粒沿着筛网朝向废物出口8024汇集。从筛网下方穿过滤器筛网8021并且进入过滤器单元8020的上部腔体的充气水流搅动颗粒并且将该颗粒从筛网的上表面驱逐，因此它们被从筛网上扫走，以便不妨碍浆料过滤性能。在一些实施方式中，可以首先将水注入到下部腔体8028b中，然后将气压施加到下部腔体以产生充气水流。

闭合浆料再循环回路-密度测量

现在将描述形成闭合浆料再循环流动回路8002的一部分的部件，所述闭合浆料再循环流动回路与测量浆料密度结合使用以确定实际水/固体(农业)质量比，用于与能够在分析子系统3003和其流动网络中有效进行进一步样本处理和化学分析的可流动浆料所需的目标水/固体质量比进行比较。如本文先前所述，子系统3003最终测量农业浆料中的分析物(例如，化学/元素成分)以化学表征样本。在一个非限制性示例中，针对分析物(例如，诸如氮、磷、钾等的土壤营养物水平)的待分析农业物料可以是土壤，并且该比率是水/土壤(水与土壤)比率。

图34至图35所示的本发明的闭合浆料再循环流动回路8002代表图4中所示的再循环流动回路7059的修改方案。在本发明的流动回路8002中，在浆料流动路径中重新排序类似的部件，并且如下所述添加额外的部件，以优化浆料密度测量的准确度，从而实现目标水/固体比。流动回路8002被配置并且可操作以促进稳定的流量，同时将浆料保持在完全混合的均匀状态，这有利地提高农业浆料密度测量的准确性。该信息最终用于将稀释水添加到流动回路8002，以为了实现目标农业水/固体质量比。

在一个实施例中，浆料再循环流动回路8002总体包括可操作的流体联接和连通的搅拌装置8030、流体地驱动再循环流动通过闭合再循环流动回路的浆料再循环泵7080、积蓄器8050、农业固体测量装置8060、密度测量装置8070和细过滤器单元8080。流动回路中浆料的循环或流动路径由图34至图35中的浆料流动箭头指示。

搅拌装置

搅拌装置8030是用于将粗过滤的浆料(滤液)从混合装置8010经由过滤器单元8020引入到浆料再循环流动回路8002中的流体关口。滤液经由由加压空气管线8006提供的原动力从过滤器单元流动到搅拌装置8030，所述加压空气管线流体联接到过滤器单元上游的空气源8005(如果使用的话)，如本文先前所述。在其它实施例中，滤液可以仅通过重力而无需气压辅助来流动至搅拌装置或被泵送到搅拌装置。

图51至图63单独且更详细地示出了搅拌装置8030的各种视图。在一个实施例中，搅拌装置8030可以是混合器类型的设备，尽管其被特别配置为较不剧烈地搅动浆料，因为不需要将较大的块状农业固体分解成更细的颗粒来最初产生浆料。相反，搅拌装置被配置并且可操作以更温和地搅拌并且维持水和农业固体(例如，土壤)的均匀混合物，用于图34至图35中所示并且在本文其它地方所述的闭合浆料再循环流动回路8002中的密度测量。

搅拌装置8030总体包括：由壳体8094形成的可密封且竖直细长中空体，所述中空体限定用于保持一定体积的过滤后的浆料(滤液)的搅拌室8031；和可旋转叶片机构8035。叶片机构8035被配置并可操作用于将农业浆料搅拌到足以使农业固体或颗粒保持悬浮在浆料的水载液(稀释剂)中的程度，但不要过度搅拌浆料以夹带空气，这会对浆料密度测量产生不利影响。室8031形成浆料再循环流动回路8002和浆料流动路径的成一体流体部分。在一个实施例中，搅拌装置和室在大气压下操作，尽管进入室的再循环流动由AODD浆料泵7080加压。

搅拌装置壳体8094包括顶部8100、底部8101、右侧侧面8103、左侧侧面8104、前部8105和后部8106。在一个实施例中，壳体8094包括多个部件或分段，所述多个部件或分段可以包括可移除的顶盖8090、顶部区段8091、中间区段8092和底部区段8093。区段8091-8093可以可拆卸地或永久地联接在一起，或其组合。在一个实施例中，至少底部区段8093经由螺纹紧固件8095可拆卸地联接到中间区段8092。顶盖8090可以类似地通过螺纹紧固件8095可拆卸地联接到壳体8094的顶部区段8091。注意的是，为了简洁起见仅一个或几个紧固件可以在附图中示出，认识到搅拌装置壳体中的其它类似的孔接收类似的紧固件。

与搅拌室8031流体连通的搅拌装置8030的流体连接包括从混合装置8010接收浆料的浆料入口8032、浆料再循环入口8033a、浆料再循环出口8033b、溢流端口8096和废物出口端口8049以允许在浆料运行之间用水冲刷并且清洁搅拌室。溢流端口8096排出从上游混合装置8010添加到室8031中的过量浆料。溢流端口被配置用于联接到处于大气压力下的软管/管。这进而使搅拌装置8030的搅拌室8031在操作期间处于大气压力下。

在一个实施例中，贯穿壳体8094的顶部区段8091形成的浆料入口可以与搅拌装置8030的竖直中心线8040倾斜地成角度，以以相似的角度向内将浆料输送到搅拌室8031中。这些流体连接中的每一个都可以具有相关联的可打开/可关闭的阀8003，如图34所示(除了一个实施例中的溢流之外)，用于停止或允许流经这些连接或从这些连接流动。

叶片机构8035总体包括叶片组件8034和驱动单元，例如联接到叶片组件的叶轮或驱动轴8036的电驱动马达8038。叶片组件8034还包括安装到驱动轴8036的一组或多组叶轮或叶片8037，所述一组或多组叶轮或叶片能够通过马达8038的运行以一个或多个恒定的预定速度或可变速度旋转。任何合适的市售定速或变速电马达都可以用于本申请。

与更剧烈搅动的混合装置8010相比，搅拌室8031的体积容量可以至少与用以保持在混合室8013中制备的农业浆料的全部内容物的体积容量一样大，所述农业浆料的全部内容物被转移到搅拌室8031用于密度测量和水/固体质量比调整，如本文进一步描述。在一个实施例中，搅拌室8031的体积容量可以大于混合装置8010的混合室8013的体积容量(例如，约20％或更多)，以确保能够容纳所有的浆料。

混合装置8010的叶片机构8014旨在较之搅拌装置8030向浆料传递更大的能量(即，能量输入)并且提供浆料的更积极的搅动，以为了分解水载体中的农业固体以形成初始相对均匀的浆料混合物。从设计的角度来看，这可以通过多种方式来实现。在一些实施方式中，例如，混合装置8010的叶片机构8014可以以比搅拌装置8030的叶片机构8035更高的旋转速度(rpm-每分钟转数)运行，以更积极地将块状农业物料和水掺合在一起，以创建浆料混合物。这对于搅拌装置来说不是必需的，所述搅拌装置的目的是简单地搅动已制备的浆料，仅足以防止农业样本固体或颗粒从溶液中沉淀出来(即，保持浆料处于均匀状态以用于浆料密度测量)。如果没有搅拌装置，则浆料混合物很容易发生固体分离，这对获得准确的浆料密度产生不利影响。在一个代表性但非限制性示例中，混合装置叶片机构8014可以具有约15，000rpm的旋转速度，所述混合装置叶片机构与如图所示的叶轮/驱动轴8017上的多组更积极的间隔开的叶片组8016相联，所述叶片组被配置用于农业物料和水混合物的更大程度的搅动。相比之下，作为一个非限制性示例，搅拌装置叶片机构8035可以具有位于叶片组件驱动轴8036上的单组叶片8037以及约1，000rpm量级的较慢旋转速度。因此，在一些实施例中，混合装置叶片机构8014可以具有至少10倍于搅拌装置8030的旋转速度。根据形成样本的农业物料的性质，可以适当地使用许多其它速度。

在其它实施例中，为了在混合装置8010中实现更积极的混合，叶片8016的长度可以不同，使得混合装置叶片具有比搅拌装置8030更大的长度，从而即使在与搅拌装置中的叶片相同或比其更慢的旋转速度下也产生更高的叶尖速度。如上所述，搅拌装置叶片机构8035可以具有比混合装置8010的叶片8016更少的叶片8037和/或更不积极的叶片构型，以更温和地搅动浆料。无论是基于叶片组件的旋转速度、叶片的数量和/或长度、其构型还是叶尖速度，在比搅拌装置8030中输入到浆料的能量或功率更大的能量或功率下，在混合装置8010中对浆料进行更积极的混合，以分解正在制备的初始浆料中的固体。因此，在所有优选的混合场景中，混合装置8010的驱动马达8016的功耗大于搅拌装置8030的驱动马达8038的功耗。

鉴于混合装置8010和搅拌装置8030的不同功能，混合室8013和搅拌室8031的形状或构型也可以不同。参考图61，在一些实施例中，混合室8031可以具有沙漏形或花生形或“数字八(8)”构型，其具有如本文进一步描述的收缩的中间腰部区域，所述混合室设计成容纳两个单独旋转的驱动轴8036，可以提供所述驱动轴用于改进浆料搅拌作用。在一些实施方式中，双驱动轴8036还可以相对于彼此反向旋转以进一步增强浆料搅拌作用。这些特征有助于搅拌浆料，同时减少涡旋(顺着轴成“龙卷风”的空气)，这是因为不希望将空气引入浆料再循环流动回路8002，原因在于它不利地影响浆料密度测量准确性。此外，在浆料再循环流动回路8002中循环的浆料可以经由再循环入口8033a切向地重新引入或返回至搅拌室8031，以进一步减少空气夹带，如下所述。

现在将描述搅拌装置8030和前述特征的附加方面和细节。总体上继续参考图51至图63，搅拌装置8030可以包括竖直细长主体，所述竖直细长主体限定穿过搅拌装置的几何中心的竖直中心线8040。主体同时限定竖直细长搅拌室8031，一对叶片组件8034定位在所述搅拌室中。搅拌室8031可以是非圆形的并且形状为长圆形，其从一侧到另一侧的横向宽度大于从前到后的深度(在图61中最佳可见)。叶片组件轴8036可以如图所示彼此平行地取向。

搅拌室8031可以横向/水平地分隔成第一区段8031a和第二区段8031b，所述第一区段和所述第二区段被狭窄的喉部区域8041分离开，所述狭窄的喉部区域由在中心线8040的相对侧上的一对相对且向内伸出的隔挡突出部8042限定(参见，例如图61)。就搅拌室8031的大部分高度而言，隔挡突出部可以成凸形以及弧形地水平和竖直地向内延伸(参见，例如图59)。如图所示一个叶片组件8034位于搅拌装置两侧之间的室的每个区段8031a、8031b的中央。隔挡突出部8041的作用是增强浆料的搅拌作用，使得浆料不能仅仅沿着搅拌装置主体的内部侧壁8043围绕室8031的外侧或周边部分行进以至避免混合。隔挡突出部8042推动浆料朝向喉部区域8041中的竖直中心线8040向内流动并且混合，这有助于维持农业固体和水的均匀浆料混合物。在一个实施例中，贯穿壳体8094的顶部区段8091形成的浆料入口8032可以与搅拌装置8030的竖直中心线8040倾斜地成角度，以将浆料在隔挡突出部8042的顶端处的喉部区域8041中以相似的角度向内引入到搅拌室8031中(参见，例如图59)。搅拌装置8030的搅拌室8031内的内部底壁8097可以从搅拌装置的每一侧朝向搅拌室8031的底壁中位于中央的废物出口8049向下且向内倾斜，以在浆料制备的不同运行之间用冲刷水定期清洁时有效地从室中冲刷沉淀物。

搅拌装置8030还包括用于操作叶片组件8034的驱动机构。在一个实施例中，驱动机构包括齿轮箱8044，所述齿轮箱容纳包括多个相互啮合的齿轮的协作齿轮机构或齿轮系8045。马达8038的轴包括驱动齿轮8038a，并且每个叶片组件均包括从动齿轮8036a，所述从动齿轮经由中间齿轮8046可操作地耦合到马达驱动齿轮并且由马达驱动齿轮旋转(参见，例如图60)。齿轮箱8044可以在马达8038附近位于搅拌装置的顶部处。在一个实施例中，齿轮箱8044可以由顶盖8090形成(参见，例如图58至图59)。齿轮系8045可操作地耦合到马达8038和每个叶片组件轴8036。马达8038操作以致动齿轮系8045，所述齿轮系进而旋转叶片组件8034。在本文先前描述的一些实施例中，叶片组件可以沿彼此相反/反向的旋转方向旋转，以增强农业浆料的混合(参见，例如图61的旋转箭头)。齿轮系8025被配置成产生一对叶片组件的这种类型的反向旋转运动。中间齿轮8046可以被配置和布置成产生叶片组件8034的反向旋转运动(参见，例如图60)。在其它实施例中，叶片组件可以沿相同的旋转方向旋转。值得注意的是，其它齿轮传动布置也是可行的。另外，可以使用代替齿轮传动布置的其它方法来旋转叶片组件，例如带传动或经由联接到主驱动轴的空气叶片的气动空气传动，所述主驱动轴进而驱动齿轮系。

在操作中，过滤后的浆料从粗过滤器单元8020经由入口8032流入搅拌室8031中。叶片组件8034经由前述齿轮机构旋转以搅动浆料并且防止固体从悬浮液中沉淀出来。如果浆料再循环流动回路8002最初是空的，则取决于流动回路管件直径浆料可以至少部分地填充该回路。因此，在一些情况下，浆料可能不会完全填充回路，直到浆料再循环泵7080启动，使得当经由搅拌装置8030在开始将浆料最初引入流动回路时启动泵。在任一情况中，浆料再循环泵7080将开始使浆料循环通过该回路(参见，例如图34至图35)。浆料被直接泵送到搅拌装置8030的再循环入口8033a中，在搅拌装置处搅动浆料以保持均匀的稠度。然后浆料经由再循环出口8033b离开搅拌装置并且返回到流动回路8002，以在泵7080的原动力作用下继续循环通过该回路和所示的其它装置。流动回路中的任何过量浆料都通过溢流端口8096排出。

值得注意的是，来自浆料再循环流动回路8002的再循环浆料在搅拌室8031的两个圆形区段之一(例如，诸如区段8031b)中切向地流入并且进入搅拌室8031(经由浆料再循环入口8033a)(参见，例如图59和图61)。在一个优选但非限制性实施例中，沿着搅拌室的区段8031b的侧壁8043之一切向地重新引入浆料，以减少浆料中的空气夹带，所述空气夹带如本文先前所述不利地影响浆料密度测量。可以在每个室区段8031a、8031b之间的狭窄的喉部区域8041内从室8031中提取浆料，在所述狭窄的喉部区域处浆料将倾向于以均匀状态完全掺合和搅动。

在一些实施例中，可以由系统控制器2820基于搅拌室8031中的浆料液位(以及伴随的其体积)来控制和自动调节关于施加到搅拌装置8030中的浆料的搅动程度的叶片组件8034的操作。当浆料液位较低时，期望的是以较慢的速度(rpm)旋转叶片组件以减少搅动，从而最小化浆料中的空气夹带，所述空气夹带对浆料密度测量产生不利影响。当浆料液位较高时，叶片组件可以加速以确保浆料混合物保持均匀并且固体保持悬浮。

为了实现上述操作方案，可以设置液位传感器8039，所述液位传感器被配置并且可操作以实时测量搅拌装置8030的室8031中的浆料的液位。可以使用任何合适的市售传感器，诸如像但不限于超声液位传感器。液位传感器和马达8039可以可操作地且可通信地链接到系统控制器2820以控制浆料搅动速度。马达可以是变速马达，其速度由控制器2820基于检测到的浆料液位来调节，以通过减小或增大叶片组件8034的旋转速度来实现浆料的期望搅动程度。马达8038因此可以包括速度控制电路，所述速度控制电路响应于来自控制器2820的用以基于浆料液位调节马达的速度的控制信号。

用于控制搅拌装置8030的叶片组件8034的方法或过程可以概括为控制器2820：经由液位传感器8039检测搅拌室8031中的浆料的液位；基于检测到的液位增加或减少可操作地耦合到一对叶片组件8034的马达8038的速度；以及以对应于马达的速度的速率或速度旋转叶片组件。当控制器2820检测到室8031中浆料的第一液位时，控制器使叶片组件以第一速度旋转。当控制器2820检测到浆料的第二液位时，控制器使叶片组件以不同于第一速度的第二速度旋转。当浆料的第一液位低于浆料的第二液位时，控制器以比浆料的第二液位更慢的速度旋转叶片组件，反之亦然。可变叶片速度操作的其它变化是可行的。在一些实施例中，叶片组件可以以恒定速度旋转，而不管搅拌室8031中的浆料液位如何，所述恒定速度可以取决于已制备的农业浆料的类型以及伴随的固体从悬浮液中掉出的倾向或其它因素。

积蓄器

图44至图50单独且更详细地示出了积蓄器8050。积蓄器的作用是阻尼循环通过浆料再循环流动回路8002的浆料中的压力突增或脉动。在一个实施例中，积蓄器8050可以是直通式设计，在所述直通式设计中流沿着单个轴线在线性或直线流动路径中进入、行进通过和离开积蓄器。积蓄器8050具有纵向细长且分体的主体，所述主体总体包括例如经由螺纹紧固件可移除地联接在一起的第一半区段8051a和第二半区段8051b。可以使用其它可拆卸的联接方法。当联接在一起时，半区段8051a、8051b限定纵向细长内部腔体8053。

纵向细长弹性体可弹性变形的隔膜8054至少延伸腔体8053的整个长度和宽度，并且优选地在宽度和长度上稍微大于腔体。隔膜8054的形状可以是扁平的和长圆形的(在图46至图47中最佳地示出)，以符合积蓄器腔体8053的水平细长构型。隔膜8054的周边边缘可以被夹持并且捕获在主体的第一半区段8051a和第二半区段8051b之间，这将隔膜保持就位。这将腔体8053分成上部气体子腔体8053a和与气体子腔体流体隔离开的下部浆料子腔体8053b。每个上部子腔体和下部子腔体在横向截面中可以具有圆顶形凹面形状(最好参见图50)。当隔膜达到完全位移(完全符合腔壁)时，它不会通过使其符合任何成狭窄角度的拐角部而对隔膜施加过度的应力，这些成狭窄角度的拐角部可能会在多次操作循环中因疲劳失效而撕裂隔膜。子腔体8053a流体联接到加压气体端口8057，用于经由连接到加压惰性气体源来建立用于积蓄器的预充气压。气体预充的上部子腔体8053a可填充加压惰性气体，例如空气或氮气，以用一定体积的气体预充积蓄器8050，以便补偿流过浆料再循环流动回路8002的浆料中的压力波动。这种压力波动(增加/减少)可以归因于启动/停止浆料再循环泵7080，从而导致流量和压力波动，或与浆料处理系统相关联的其它因素。一些泵的设计可以产生可能显著幅度的压力脉冲，这会产生各种问题，包括对浆料密度测量产生不利影响。

浆料子腔体8053b接收浆料并且限定从一端到另一端延伸穿过积蓄器的线性/笔直浆料流动通道的主要部分。子腔体8053b的最低底部部分可以包括一体地形成的纵向延伸的槽8053c，其在横向截面中具有弧形弯曲的底表面。槽8053c可以具有如图50中最佳可见的半圆形横向截面形状，所述半圆形横向截面形状与下部子腔体8053b的横向截面形状不同。槽8053c通过提供隔膜难以完全阻塞的流路有利地阻止隔膜在由于浆料压力波动而导致的极端位移时段期间密封出口，并且还有助于保持任何沉积物沿着线性方向快速移动通过积蓄器，以防止积蓄器沉积和堵塞。

浆料子腔体8053b流体联接到第二半区段8051b的一个端部处的浆料入口8055和可以形成在下部浆料子腔体8053b中的相对端部处的浆料出口8056。入口8055与出口8056同轴对准，从而限定了沿着积蓄器主体的长度在其间延伸的纵向流动轴线Lf。大多数积蓄器具有单一的组合入口和出口，如果用于浆料应用，则由于农业固体从浆料中掉出悬浮液而产生沉淀沉积物，因此所述单一的组合入口和出口无法有效地清除干净。

为此，有利的是使用根据本公开的直通式积蓄器，其具有特别配置的线性流动路径，用于处理具有夹带固体的浆料，所述线性流动路径具有直接邻近积蓄器8050的柔性可移位隔膜8054并且在柔性可移位隔膜下方(即，湿侧)测量的横截面积比，所述横截面积比可以允许浆料(流体)流动在样本制备/处理运行之间有效地连续擦洗和清洁积蓄器排出沉淀物。在一个实施例中，例如但不限于横向于流动轴线Lf确定的下部子腔体8053b的流动路径横截面积A1优选地在优选实施例中不超过积蓄器的入口或出口的横向最小横截面积A2的20倍，并且更优选地不超过30倍。浆料入口8055和浆料出口8056可以具有不同或相同的横截面积A2。在非限制性图示实施例中，浆料入口和浆料出口的横截面积相同。

总之，入口和/或出口的横截面积A1优选地小于当隔膜休止时(即，没有经由流体系统中的压力突增或下降而变形)测量的位于可弹性变形的隔膜8054下方的积蓄器的子腔体8053b的总横截面积A1。有利地，子腔体8053b与入口8055和/或出口8056的横截面积的尺寸设定和总比率有助于防止固体从浆料中掉出悬浮液并且在浆料处理运行之间堵塞积蓄器。

鉴于如上所述下部子腔体的横截面积A1远大于浆料入口8055和浆料出口8056的横截面积A2(例如，至少20倍)，为了确保固体或沉淀物不会在浆料处理运行之间从悬浮液掉出并且积聚在积蓄器的下部子腔体8053b内部，浆料入口和浆料出口(以及伴随地在其间限定的纵向流动轴线Lf)优选地定位成偏离并且低于下部子腔体8053b的水平延伸的几何纵向腔体中心线C1。中心线C1延伸穿过下部子腔体8053b的几何中心，并且竖直地介于半圆槽8053c底部处的下部子腔体8053b的最低点与隔膜8054之间的中间，如图48所示。优选地，浆料入口8055和浆料出口8056定位在子腔体8053b的最底部处，如图48和图50中最佳示出。在一个实施例中，子腔体8053b包括一对相对的倾斜且弧形弯曲的凹面侧壁8053d，所述凹面侧壁有助于将流过积蓄器的浆料中所夹带的重沉淀物/固体向下汇集到子腔体的底部，在所述底部处，流在浆料入口8055和浆料出口8056之间沿纵向流动轴线Lf具有最大速度。这有利地消除了下部子腔体中的任何拐角部或死区，沉淀物/固体可能在浆料处理运行之间在所述拐角部或死区处积聚。

在横向截面(相对于纵向腔体轴线Ca)中，下部子腔体8053b可以不具有如图50中最佳示出的完全半圆形构型。替代地，弧形弯曲的凹面侧壁8053d可以在子腔体8053b的最底部处的尖顶点8053e处会聚。这可以类似于在顶部处在上部子腔体8053a中形成的顶点。本文先前描述的下部子腔体8053b中的最下部浆料槽8053c与顶点8053e相交。半圆形槽8053c的底部处的最低点(在如图50所示的横向截面中)位于弯曲的会聚下部子腔体侧壁8053d会合的点或顶点下方(也参见图46和图48)。下部子腔体8053b的弯曲的凹面侧壁8053d可以被认为限定了与槽8053c的半圆形横向截面形状相反的基本上V形的横向截面形状。这里使用的术语“基本上”意味着弯曲的侧壁8053d不是平坦的并且因此未形成完美的V形。上部子腔体8053a可以与下部子腔体8053b互补地配置，每个子腔体均共享基本上V形的横向截面；在隔膜8054的相对侧上一个是另一个的镜像(参见，例如图50)。

除了如本文之前所述防止隔膜8054在隔膜最大向下变形期间完全阻塞浆料入口8055和浆料出口8056之外，槽8053c还有利地促进其中通过积蓄器8050的更高浆料流速度，以帮助当浆料在浆料入口8055和浆料出口8056之间流动时保持夹带在浆料中的重沉淀物/固体移动通过积蓄器。这也有助于阻止沉淀物/固体在浆料处理运行之间积聚或沉淀。

积蓄器8050是储能装置并且以常规方式操作。在操作中，浆料流过子腔体8053b，而子腔体8053a保持加压气体体积。如果在浆料再循环流动回路8002中发生压力突增，则过量的压力使隔膜8054变形(朝向气体子腔体8053a)以吸收压力脉冲并且在流动回路中维持相对恒定的压力。如果流动回路中的浆料压力下降到低于积蓄器的预充压力，则隔膜将朝向浆料子腔体8053b移动以增加流动回路中的浆料压力。由浆料再循环流动回路8002中的积蓄器维持的相对恒定的压力提高了流动回路中的密度测量装置所进行的浆料密度测量的总体准确性。

浆料主泵和再循环泵

现在将进一步描述图3至图4所示的主浆料泵7081和图5至图6所示的浆料再循环泵7080，所述浆料再循环泵使浆料循环通过闭合浆料再循环流动回路8002。在一个实施例中，诸如气动双隔膜(AODD)泵的正排量泵可以用于泵7080、7081中的任一个或两个，其中独特的泵头设计包括被设计成特别处理农业浆料(例如，土壤样本浆料或其它，在其中，浆料的重固体微粒物质或沉淀物易于脱离悬浮液)的内部流体路径修改方案。相比之下，这种类型的浆料有点类似于水和沙子的浆料。对于此类浆料，标准市售“现货”型AODD泵很容易在泵送室的下部部分中积聚或沉积重沉淀物。这些沉淀物沉积限制流量并且降低泵送能力，这对泵送性能和输出产生不利影响。在样本之间清洁泵也变得非常困难，因为在清洁期间冲刷时沉淀物不容易被夹带到流中。

具有创新设计措施的本发明的AODD泵7080被配置用于最小化或消除泵送室内的沉淀物积聚，克服了用于泵送含有重微粒或固体的浆料(例如，土壤浆料)的前述标准AODD泵的缺点。

为了方便参考浆料再循环泵，将描述AODD浆料泵，认识到如果使用相同的设计，则相同的泵描述适用于主浆料泵7081。然而，应当理解的是，在浆料处理系统的某些其它实施方式中，不同类型的泵可以用于泵7080或7081。

图64至图70示出了根据本公开的浆料再循环流动回路8002的AODD浆料再循环泵7080的各方面。图64和图65是示出了泵内部结构以及具有内部浆料流动路径的泵在泵送冲程期间的操作的顺序剖视图。在这些图中，泵示出处于其正常的直立(竖直)操作位置。

总体上初始参考图64至图70，浆料再循环泵7080总体包括泵体8200，所述泵体限定顶端8210、底端8211、相对的右侧侧面8212a和左侧侧面8212b、以及为了便于参考穿过泵体的几何中心的竖直纵向轴线LA。右泵送室8201和左泵送室8202形成在纵向轴线LA的相对侧上。

入口流动歧管8203和出口流动歧管8204联接到主体的相对的顶端8210和底端8211。每个流动歧管均包括内部流动通道，用于将浆料从浆料再循环流动回路8002接收到泵7080中或者将浆料从泵排放/返回至流动回路。入口流动歧管8203包括单个入口8203a和一对入口分支8203b，每个入口分支均流体地连接到两个入口止回阀8220中的一个。入口流动歧管将来自再循环流动回路8002的入口浆料流动分叉或分开并且分配到每个泵送室8201、8202。出口流动歧管8204包括单个出口8204a和一对出口分支8204b，每个出口分支均流体地连接到出口止回阀8221中的一个。相反，出口流动歧管将来自每个泵送室8201、8202的浆料合并并且使合并的流从泵的排放口返回到再循环流动回路8002。在一个实施例中，入口流动歧管和出口流动歧管的前述流动通道可以具有横向截面为圆形的圆柱形形状。

浆料再循环泵7080还包括横向邻近右泵送室8201和左泵送室8202可拆卸地联接到泵体8200的右泵头8230a和左泵头8230b(参见，例如图64至图65)。在一个实施例中，泵头的构型可以类似并且可以被配置和构造成为泵送室提供流动功能和闭合功能，如下所述。

每个泵头8230a、8230b的流动功能由多个流体互连的内部流动通道提供，所述多个流体互连的内部流动通道包括流体联接到入口流动歧管8203和出口流动歧管8204的纵向流动孔8231、上部排气孔8232和下部浆料排放孔8233。上部排气孔和下部浆料交换孔进而各自流体联接到相应的纵向流动孔和右泵送室8201或第二泵送室8202，如图所示。值得注意的是，纵向流动孔8231仅经由上部排气孔8232和下部浆料交换孔8232流体地连接到泵送室8201、8202。在一个实施例中，所有孔的构型均可以是细长(即，长度大于直径)，所述孔具有拥有圆形横向截面的圆柱形形状。值得注意的是，虽然可以提及“排气孔”和“浆料交换”端口，但是在泵循环的各个阶段(例如，灌注、泵送、冲刷/清洁和空气吹扫)期间，任一端口都会有一定量的浆料和空气通过。

在一个实施例中，泵头8230a、8230b的纵向流动孔8231可以竖直取向并且平行于泵7080的竖直纵向轴线LA。该取向防止来自浆料的沉淀物积聚在孔内。上部排气孔8232和下部浆料交换孔8233可以横向于纵向孔8231取向。在一个实施例中，上部排气孔和下部浆料交换孔可以相对于纵向孔垂直取向。由于这些流动通道的功能，上部排气孔8232可以具有比下部浆料交换孔8233更小的直径。上部排气孔8232流体联接到泵送室8201、8202的上端部部分，以在泵送冲程期间将该室中捕获的空气排出到纵向流动孔8231中。下部浆料交换孔8233流体联接到泵送室的下端部部分，用于在泵送冲程期间将沉淀物从室中冲刷出返回。有利地，这防止浆料中的重沉淀物由于重力而积聚在该室中，这通过消除由沉淀物积聚引起的流量限制来保持泵送能力。因此下部浆料交换孔8233的直径可以大于上部排气孔8232的直径并且被配置成用于在泵送冲程期间双向/两向流动。在泵的吸入冲程期间浆料经由下部浆料交换孔沿一个方向被吸入泵送室中，而在排放或泵送冲程期间浆料沿相反方向从该室中排出返回，随着浆料携带浆料中所夹带的任何重颗粒或沉淀物离开泵送室8201、8202。因此上部排气孔8232的直径可以更小，这因为它们的主要功能是在排放冲程期间排出捕获在室中的空气(尽管一些小的不显著量的浆料可能与空气一起排出)。较小直径的上部排气孔确保在泵送期间、特别是在泵启动和泵送循环开始期间主要是空气而不是浆料被优先从泵送室中喷出，以去除未运行时积聚在泵送室中的任何残余空气。一旦从泵送系统和泵送室中清除空气，这些孔8232、8233便将在泵头中的纵向孔8231和泵送室8201、8202之间主要传递(即，交换)浆料。

值得注意的是，内部流动通道(流动孔8231-8233)的存在将本发明的AODD泵7080与传统类似类型的泵区分开来，所述传统类似类型的泵仅使用平封帽或板而没有内部流动通道来包封泵送室。在这样的现有设计中，隔膜8241完全在泵室内可移动往复冲程。然而，在本发明的AODD泵设计中，隔膜不进入纵向孔8231。泵室和隔膜两者通过由泵头8230a、8230b本身的一体材料形成的分隔壁8231a与贯穿泵头产生的纵向孔物理分离/隔离开(参见，例如图7)。换句话说，分隔壁由泵头的主体一体地形成。

在一些实施例中，上部排气孔8232和下部浆料交换孔8233中的每一个进入第一泵送室的入口8232a、8233a可以包括凹面凹陷部以有利于将浆料和夹带在浆料中的沉淀物从第一泵送室向外排出(参见，例如图69至图70)。特别地，至少下部浆料交换孔优选地可以包括凹面凹陷部，这是因为进入和离开泵送室8201、8202的大部分浆料均通过孔8233与泵头8230a、8230b中的纵向孔8231交换。为此，与下部浆料交换孔8233相关联的凹面凹陷部可以向下延伸至泵送室的最底部(参见，例如图70)以避免室底部处出现任何死区，在所述死区处在重复浆料泵送循环期间可能积聚重沉淀物。然而，在其它实施例中，孔入口可以省略凹面凹陷部。

泵送室封闭功能包括泵头8230a、8230b，所述泵头被配置成完全封闭由泵体8200限定的泵送室8201、8202的内侧凹部8234a。泵头限定泵送室的外侧凹部8234b。因此，泵头中的每一个均包括一体地形成的外侧凹部，所述外侧凹部与泵体8200的配合内侧凹部协作以形成共同限定泵送室8230a、8230b中的每一个的共享的连续总容积。凹部8234a、8234b可以是互补配置的，每个所述凹部都具有弧形弯曲壁8234c，所述弧形弯曲壁可以是相对的弯曲壁的镜像，如图7至图8所示。在一个实施例中，上部排气孔8232和下部浆料交换孔8233穿透泵头的外侧凹部8234b的弧形弯曲壁8234c(参见，例如图64、图65、图68和图70)。壁8234c将泵头的纵向流动孔8231与泵室8201、8202物理地分开。

在一个实施例中，泵头8230a、8230b可以由金属或非金属(例如，塑料)材料的固体整体件或块体形成，所述整体件或块体限定泵头的主体。本文先前描述的纵向流动孔8231、上部排气孔8232和下部浆料交换孔8233可以部分地取决所使用的材料类型和制造方法(例如，铸造、锻造、模制等)经由模制、铸造和/或机械加工(例如，钻孔/镗孔)而与块体一体地形成并且形成在块体中。因此孔8231至8233可以是圆柱形构型，所述孔具有对应的圆形横截面形状，从而形成与泵送室8201、8202分离且不是泵送室8201、8202的一部分的离散流动通道。换句话说，与现有的AODD泵设计不同，浆料仅经由孔8231至8233进入或离开泵送室而不是直接从入口歧管8203或出口歧管8204进出。泵头8230a、8230b被配置用于可拆卸地安装到泵体上，以接近隔膜进行更换和其它泵维护。在一个实施例中，泵头可以经由螺纹紧固件8235联接到泵体8200(图67)。

AODD浆料再循环泵7080还包括操作或泵送机构，所述操作或泵送机构包括可横向平移的操作轴8240，所述操作轴包括附接至轴的每个相对端部的可弹性变形的隔膜8241。隔膜之一布置在泵送室8201、8202中的每一个中。轴8240垂直于泵的竖直纵向轴线LA取向并且在泵送冲程期间可往复地来回(例如，左和右)运动。任何合适的可弹性变形的弹性体材料可以用于隔膜8241。轴8240优选地由金属制成。

隔膜8241具有大体圆盘状或圆形构型。在一个实施例中，周向延伸的周边边缘8242可以被捕获在泵头8230a、8230b与泵体8200的中央部分(图64至图65中最佳示出)之间，以将隔膜固定就位。操作轴8240的端部固定地联接到隔膜的中央部分，使得该轴可以在泵送冲程的相反运动期间推动或拉动隔膜。具有弹性记忆的任何合适的市售可弹性变形聚合材料可以用于隔膜。

泵送机构由空气分配系统8250驱动，所述空气分配系统被配置成交替地从泵送室8201、8202注入或抽取空气，以在往复泵送冲程期间来回平移轴。图64至图65示意性地示出了空气分配系统。空气分配系统包括通过空气导管8251流体联接到室8201、8202中的每一个的加压空气源8252，所述空气导管用于向在泵送冲程期间的其中一个室供应空气，而从同时在返回冲程期间的另一个室排出空气，反之亦然(参见虚线定向气流箭头)。可以使用通常与AODD泵一起使用的任何合适的市售气动(压缩空气)分配系统。

设置两组止回阀8260a、8260b以交替地控制浆料流入或流出每个泵头8230a、8230b中的纵向流动孔8231。参考图64至图70，入口止回阀8260a流体联接在纵向流动孔8231中的每一个和入口流动歧管8203之间。出口止回阀8260b流体联接在纵向流动孔中的每一个和出口流动歧管8204之间。入口止回阀例如经由螺纹紧固件8267可拆卸地附接到泵头的顶端，并且出口止回阀以类似的方式附接到泵头的底端。

在一个实施例中，止回阀8260a、8260b可以是球型止回阀。球型止回阀中的每一个总体包括球8261、球笼8263和阀体8265，所述阀体限定内部流体通路8262，所述内部流体通路完全延伸穿过阀的每个端部，用于与泵头纵向流动孔8231以及入口歧管8203和出口歧管8204的流动通道流体连通(参见，例如图64、图65、图68和图70)。球和球笼布置在流体通路8262中，所述球和球笼可以具有任何合适的形状。环形阀座8264形成在流体通路8262内的每个阀体中，用于安置球并且关闭流体通路之一。阀体8265可以具有任何合适的多边形或非多边形构型。每个阀体8265均可以由合适的金属或非金属(例如，塑料)材料形成，并且可以具有整体结构。

在一些实施例中，可以提供一对端板8266，每个端板都包括流动孔8266a。流动孔8266a与阀体的内部流体通路8262流体连通，如图所示。球笼8263可以固定地附接到每对端板中的一个端板。在一个实施例中，球笼8263可以由周向间隔开且轴向细长的指状突出部8263a形成。指状突出部约束且限制球8261的运动。开口8263b形成在指状突出部8263a之间以允许浆料穿过止回阀以及从止回阀流出。球笼被配置使得球接合指状突出部的端部部分，但不完全进入它们之间，以保持开口8263b畅通无阻以供浆料从中穿过。值得注意的是，包括流动笼8263的端板附接到止回阀8260a、8260b的出口侧或排放侧(参见，例如图64至图65)。阀座8264位于阀的入口侧。对于出口止回阀8260b，一对端板因此可以附接到阀体的同一端并且堆叠在彼此的顶部上，如图所示。

现在将参考图64至图65总结本文先前描述的用于使用浆料再循环泵7080泵送浆料的过程或方法。在这些图中，浆料流动箭头示出为实线，空气流动箭头示出为虚线。

该方法总体包括沿图64所示的第一方向(例如，右)移动操作轴8240连同隔膜8241。该方法继续将浆料从入口歧管8203(流体联接到泵的吸入侧上的浆料再循环流动回路8002)通过入口止回阀8260a然后通过各自形成于左泵头8230b中的纵向流动孔8231和下部浆料交换孔抽取到泵送室8202中(参见实线浆料流动箭头)。通过由轴8240向右移动在左泵送室隔膜的湿侧或流体侧上产生的真空，浆料经由浆料交换孔8233被抽取到室的下端。通过将气压施加到相对的右泵送室8201中的隔膜8241的干燥侧或气体侧，轴8240沿该第一方向横向且线性平移(参见虚线空气箭头)。同时地，空气经由空气分配系统8250从左泵室8202排出。

一旦浆料由于操作轴8240和隔膜8241的运动而在室中产生的真空被已经抽取到左泵送室8202中，则该过程继续经由空气分配系统8250沿相反的第二方向(例如，左)移动操作轴与隔膜，如图65所示。左泵送室8202中的隔膜8241对浆料加压并且将其从相同的下部浆料交换孔8233(与室填充方向相反)排出返回到左泵头8203b中的纵向流动孔8231中。排出或排放的浆料重新进入，然后在纵向流动孔8231中向上流动通过出口止回阀8260b并且进入出口歧管8204，用于排回到浆料再循环流动回路8002中。

在浆料从左泵送室8202排出的同时，隔膜同时将在前述浆料吸入泵送冲程期间可能已被抽取到室中的任何空气排出通过上部排气孔并进入左泵头8230b中的纵向流动孔8231中。左泵送室8202中存在的任何空气将趋于上升并且积聚在室8202的顶端部分处，出于这个原因，排气端口在所述顶端部分处流体联接到室8202。

泵7080的气动操作轴8240快速左右往复运动以重复上述过程并且泵送/循环浆料通过浆料再循环流动回路8002。在泵送吸入和排放冲程期间，入口止回阀8260a和出口止回阀8260b交替地打开和关闭，如图64至图65所示。在每个泵送室8201或8202的吸入冲程期间，入口止回阀打开以将浆料抽取到室中，而出口止回阀同时关闭以防止浆料从出口歧管8204被抽回到泵中。相反，在泵送冲程期间发生相反的阀操作。

尽管在一个非限制性实施例中，浆料再循环泵7080被公开为气动双隔膜(AODD)泵，但是电动双隔膜(EODD)可以替代地与本文公开的特别配置的泵头一起使用。电驱动双隔膜泵利用电马达和齿轮或凸轮机构来横向平移操作轴-隔膜组件，并且在本领域中是众所周知的，在此无需过多阐述。

尽管在一个非限制性实施例中，浆料再循环泵7080被公开为气动双隔膜(AODD)泵，但在其它实施例中，泵可以是气动或电驱动单隔膜泵，所述气动或电驱动单隔膜泵具有单个泵头、泵送室以及由操作轴致动的隔膜，所述操作轴可以线性或可旋转地移动以产生隔膜的泵送冲程作用。在其它实施例中，可以在浆料再循环泵中使用多于两个的隔膜。电动双隔膜(EODD)可以替代地与本文公开的特别配置的泵头一起使用。电驱动轴可以由电马达驱动，所述电驱动轴可以包括齿轮和/或凸轮机构以致动隔膜。

细过滤器单元

回到图34至图35，浆料再循环流动回路8002中的细过滤器单元8080可以是本文先前描述的细过滤器单元8050或8060中的任一个。这些单元的过滤器筛网被配置为过滤掉浆料中的较大固体颗粒或沉淀物，其尺寸不利于化学分析子系统3003及其可以包括各种微流体处理盘装置的部件中的进一步浆料处理和分析，所述各种微流体处理盘装置具有容易被此类较大颗粒堵塞的极小尺寸的流动通道或通路。相比之下，粗过滤器单元8020具有筛孔尺寸以阻止农业浆料中的碎屑传递至浆料再循环流动回路8002和其中的装置，如本文先前所述。

浆料密度测量装置

浆料再循环流动回路8002中的浆料密度测量装置8070可以是任何合适类型的优选数字密度计，其可操作以测量在浆料正在循环通过浆料再循环流动回路8002的同时的动态流动状态和静态流动状态下的浆料的密度。在一些实施例中，装置8070可以是U形管振荡器类型的密度计的密度测量装置7010的任何先前公开的实施例。然而，可以使用其它数字密度计。

农业固体颗粒密度测量装置

浆料再循环流动回路8002中的农业固体颗粒密度(S.P.D.)测量装置8060可以是可操作以测量水性农业浆料的固体或微粒组分的密度的任何数字装置。由与装置8060相关联的传感器测量的密度数据可以与来自浆料密度测量装置8070的总浆料密度测量值结合使用，以表征循环通过浆料再循环流动回路8002的浆料的水与固体(水/固体)比率。该信息然后可以用于确定要计量并且经由搅拌装置8030添加到浆料中的适当水量，以实现浆料的目标水与固体比，用于化学分析子系统中的随后下游处理。任何合适的市售产品或电子电路和相关联传感器均可以用于S.P.D.测量装置8060，例如但不限于伊利诺伊州的特里蒙特市的精密种植有限责任公司的Smart Firmer中使用的电路和相关联传感器，其在WO2014/153157、WO2014/186810、WO2015/171908、US20180168094、WO2019070617和/或WO2020161566中进行了描述。

本文描述的设备、装置和部件可以由适合本文描述的它们的应用和预期使用条件的任何合适的金属材料、非金属材料(例如，塑料)及其组合制成。

在一些实施例中，本文先前描述的主浆料泵7081可被配置为与上文描述的浆料再循环泵7080相同，并且也可以是气动双隔膜(AODD)泵。因此，本文公开的该AODD泵设计可以用于主浆料泵或再循环泵。

示例

以下是非限制性示例。

示例1-一种农业样本制备系统，所述农业样本制备系统包括：混合装置，所述混合装置流体联接到水源，所述混合装置被配置并且可操作以接收农业样本并且将所述样本与水混合以制备浆料；搅拌装置，所述搅拌装置流体联接第一混合装置，所述搅拌装置被配置成接收浆料并且将所述浆料维持在搅动混合状态；以及密度测量装置，所述密度测量装置流体联接到所述搅拌装置，所述密度测量装置布置成接收所述浆料并且被配置成测量所述浆料的密度。

示例2-根据示例1所述的系统，所述系统还包括流体联接到所述搅拌装置的闭合浆料再循环流动回路，所述搅拌装置包括形成所述浆料再循环流动回路的成一体部分的搅拌室。

示例3-根据示例2所述的系统，其中，所述浆料再循环流动回路包括浆料再循环泵，所述浆料再循环泵可操作以使所述浆料循环通过包括所述搅拌装置的所述浆料再循环流动回路。

示例4-根据示例3所述的系统，其中，当浆料正在循环通过所述浆料再循环流动回路时，所述浆料再循环流动回路与所述混合装置流体隔离开。

示例5-根据示例3或4所述的系统，其中，所述浆料再循环流动回路包括所述密度测量装置。

示例6-根据示例5所述的系统，其中，所述密度测量装置是U形管振动密度计，所述U形管振动密度计被配置成测量处于通过所述U形管振动密度计的动态流动状态或处于停滞流动状态中的浆料。

示例7-根据示例2至6中任一项所述的系统，其中，所述浆料再循环流动回路流体联接到浆料分析子系统，所述浆料分析子系统被配置成针对分析物分析所述浆料。

示例8-根据示例7所述的系统，其中，所述分析物具有农业相关意义的性质。

示例9-根据示例7或8所述的系统，其中，所述浆料再循环流动回路还包括流体联接到浆料分析子系统的细过滤器单元，所述细过滤器单元可操作以使具有预定最大颗粒尺寸的浆料通过。

示例10-根据示例1至9中任一项所述的系统，所述系统还包括流体联接在所述混合装置和所述搅拌装置之间的粗过滤器单元，所述粗过滤器单元被配置成从由所述搅拌装置从所述混合装置接收的所述浆料中去除过大颗粒。

示例11-根据示例10所述的系统，其中，所述粗过滤器单元包括加压空气入口和加压水入口，所述加压空气入口和所述加压水入口共同形成起泡器，用于从所述粗过滤器单元的过滤器筛网上清除过大颗粒。

示例12-根据示例3至11中任一项所述的系统，其中，所述浆料再循环流动回路还包括直通式积蓄器，所述直通式积蓄器被配置成抑制由所述浆料再循环流动回路中的所述浆料再循环泵产生的压力突增。

示例13-根据示例12所述的系统，其中，所述积蓄器包括：限定细长室的主体；位于所述室的第一端部处的浆料入口和位于所述室的第二端部处的浆料出口，所述浆料入口和所述浆料出口限定延伸穿过其中的纵向流动轴线；和可弹性变形的隔膜，所述可弹性变形的隔膜将所述室分成预充气体部分和浆料部分，所述浆料部分以线性路径将浆料从所述入口输送到所述出口。

示例14-根据示例14所述的系统，其中，横向于所述纵向流动轴线测量的所述室的横截面积是所述浆料入口和所述浆料出口的横截面积的约三十倍。

示例15-根据示例2所述的系统，其中，所述混合装置包括由可旋转混合叶片机构搅动的混合室，并且所述搅拌装置的所述搅拌室由可旋转搅拌叶片机构搅动。

示例16-根据示例15所述的系统，其中，所述混合叶片机构被配置并且可操作以将比所述搅拌装置中的所述搅拌叶片机构更大的能量传递到所述混合装置中的所述浆料中并且更积极地混合所述浆料。

示例17-根据示例16所述的系统，所述系统还包括液位传感器，所述液位传感器被配置成测量所述搅拌装置中的浆料的液位，其中基于由所述液位传感器测量的所述浆料的液位来控制和调节所述搅拌叶片机构的转速。

示例18-根据示例2至17中任一项所述的系统，其中，所述搅拌装置包括水入口，所述水入口被配置成向所述浆料添加水以将所述浆料稀释至目标水与农业固体比率。

示例19-根据示例2至18中任一项所述的系统，其中，所述搅拌装置包括从所述混合装置接收浆料的浆料入口、流体联接到所述浆料再循环流动回路的浆料再循环入口、以及流体联接到所述浆料再循环流动回路的浆料再循环出口。

示例20-一种双隔膜泵，所述双隔膜泵包括：限定竖直纵向轴线以及第一泵送室和第二泵送室的泵体；联接到所述泵体的入口流动歧管和出口流动歧管；第一泵头，所述第一泵头邻近所述第一泵送室联接到所述泵体，所述第一泵头包括与所述第一泵送室分开并且流体联接到所述入口流动歧管和所述出口流动歧管的纵向流动孔、上部排气孔和下部浆料交换孔，所述上部排气孔和所述下部浆料交换孔各自将所述纵向流动孔进而流体联接到所述第一泵送室；联接到可弹性变形的隔膜的操作轴，所述隔膜布置在所述第一泵送室内；其中，所述轴在泵冲程中可移动，以将流体从所述入口流动歧管通过所述第一泵头的所述纵向孔和所述第一泵送室泵送到所述出口流动歧管；其中，所述上部排气孔的直径小于所述下部浆料交换孔的直径，使得在所述泵冲程期间空气而不是浆料被优先从所述第一泵送室排出。

示例21-根据示例20所述的隔膜泵，所述隔膜泵还包括：入口止回阀，所述入口止回阀流体联接到所述纵向流动孔的底端和所述入口流动歧管；出口止回阀，所述出口止回阀流体联接到所述纵向流动孔的顶端和所述出口流动歧管。

示例22-根据示例20或21所述的隔膜泵，其中，所述隔膜在所述泵冲程期间不进入所述第一泵头的所述纵向孔。

示例23-根据示例20至22中任一项所述的隔膜泵，其中，所述下部浆料交换孔被配置并且可操作用于在所述纵向孔和所述第一泵送室之间双向交换所述流体。

示例24-根据示例20至23中任一项所述的隔膜泵，其中，所述上部排气孔和所述下部浆料交换孔相对于所述纵向流动孔横向取向并且一体地形成在所述第一泵头中。

示例25-根据示例24所述的隔膜泵，其中，所述纵向流动孔竖直取向并且所述上部浆料交换孔和所述下部浆料交换孔垂直于所述纵向流动孔布置。

示例26-根据示例20至25中任一项所述的隔膜泵，其中，所述上部排气孔流体联接到所述第一泵送室的上端部部分，并且所述下部浆料交换孔流体联接到所述第一泵送室的下端部部分。

示例27-根据示例20至26中任一项所述的隔膜泵，其中，除了所述上部排气孔和所述下部浆料交换孔之外，不存在将所述第一泵送室流体联接到所述第一纵向孔的其它孔。

示例28-根据示例20至27中任一项所述的隔膜泵，所述隔膜泵进一步包括空气分配系统，所述空气分配系统在所述隔膜的干燥侧上流体联接到所述第一泵送室，所述空气分配系统被配置成交替地从所述第一泵送室注入或抽取空气，以便来回平移所述轴以泵送所述流体。

示例29-根据示例20至28中任一项所述的隔膜泵，其中，所述第一泵头包括具有弧形弯曲壁的一体地形成的外侧凹部，所述外侧凹部与一体地形成在所述泵体中的具有弧形弯曲壁的配合互补配置的内侧凹部协作，以便形成共同限定所述第一泵送室的共享容积。

示例30-根据示例20至29中任一项所述的隔膜泵，其中，所述上部排气孔和所述下部浆料交换孔直接流体联接到所述外侧凹部。

示例31-根据示例10或11所述的隔膜泵，其中，所述内侧凹部的所述弧形弯曲壁是所述外侧凹部的所述弧形弯曲壁的镜像。

示例31A-根据示例20至30中任一项所述的隔膜泵，其中，所述纵向流动孔、所述上部排气孔和所述下部浆料交换孔为具有圆形横向截面的圆柱形构型。

示例32-根据示例20至31A中任一项所述的隔膜泵，其中，所述纵向流动孔通过由所述第一泵头的主体一体地形成的分隔壁与所述第一泵室物理分离开。

示例33-根据示例20至32中任一项所述的隔膜泵，其中，所述隔膜泵是双隔膜泵，所述双隔膜泵还包括：邻近所述第二泵送室联接到所述主体的第二泵头，所述第二泵头包括第二纵向流动孔，所述第二纵向流动孔与所述第二泵送室分开并且流体联接到所述入口流动歧管和所述出口流动歧管；第二上部排气孔和第二下部浆料交换孔，所述第二上部排气孔和所述第二下部浆料交换孔各自将所述第二纵向流动孔进而流体联接到所述第二泵送室；其中，所述操作轴可线性平移并且联接到可弹性变形的第二隔膜，所述第二隔膜布置在所述第二泵送室内；其中，所述轴能够在往复泵冲程中来回移动，以将所述流体从所述第一泵送室和所述第二泵送室交替地泵送通过所述第一泵头的所述纵向孔和所述第二泵头的所述第二纵向孔。

示例34-一种用于泵送浆料的方法，所述方法包括：提供双隔膜浆料泵，所述双隔膜浆料泵包括竖直纵向轴线和一对第一泵送室和第二泵送室、分别封闭所述第一泵送室和所述第二泵送室的第一泵头和第二泵头以及可平移的操作轴，所述操作轴包括联接到所述轴的相对端部中的每一个的可弹性变形的隔膜，在所述第一泵送室和所述第二泵送室中的每一个中布置一个所述隔膜；在所述吸入冲程期间沿第一方向移动所述操作轴；从入口歧管通过所述第一泵头的纵向孔和下部浆料交换孔将浆料抽取到所述第一泵送室中，所述纵向孔和所述下部浆料交换孔各自形成在与所述第一泵送室分开的所述第一泵头中；在泵送冲程期间沿第二方向移动所述操作轴；以及在所述泵送冲程期间使所述浆料通过所述下部浆料交换孔从所述第一泵送室排出回到所述第一泵头的所述纵向孔中，与此同时将空气从所述第一泵送室通过上部排气孔排出到所述第一泵头的所述纵向孔中；和与排出所述浆料的步骤同时地，在所述泵送冲程期间将空气从所述第一泵室通过上部排气孔排出到所述第一泵头的所述纵向流动孔中；其中，所述上部排气孔的直径小于所述下部浆料交换孔的直径，使得空气而不是浆料被优先从所述第一泵送室排出。

示例35-根据示例34所述的方法，其中，所述排出步骤还包括使所述浆料流动通过所述第一泵头的所述纵向孔至出口歧管。

示例36-根据示例35所述的方法，其中，所述浆料通过出口止回阀流动至所述出口歧管。

示例37-根据示例35或36所述的方法，其中，所述抽取步骤进一步包括在将所述浆料通过所述下部浆料交换孔抽取到所述第一泵送室之前首先通过所述纵向流动孔从所述吸入歧管抽取所述浆料。

示例38-根据示例35至37中任一项所述的方法，所述方法还包括与排出所述浆料的步骤同时地，使排气孔将所述第一泵头的所述纵向流动孔直接流体联接到第一泵室的上部部分以及使下部浆料交换孔将所述第一泵头的所述纵向流动孔直接流体联接到下部的步骤。

示例38A-根据示例38所述的方法，其中，除了所述上部排气孔和所述下部浆料交换孔之外，不存在将所述第一泵送室流体联接到所述第一泵头的所述纵向孔的其它孔。

示例39-根据示例34至38A中任一项所述的方法，其中，在所述抽取步骤期间通过入口止回阀从所述入口歧管抽取所述浆料。

示例40-根据示例34至39中任一项所述的方法，其中，使所述操作轴沿所述第一方向移动的步骤包括使所述第一泵室中的所述隔膜朝向所述第一泵头移动，以及使所述操作轴沿所述第二方向移动的步骤包括使所述第一泵室中的所述隔膜沿相反方向移动离开所述第一泵头。

示例41-根据示例34至40中任一项所述的方法，所述方法还包括与将所述浆料通过所述下部浆料交换孔排出回到所述第一泵头的步骤同时地，将浆料通过形成在所述第二泵头中的纵向流动孔和下部浆料交换孔从所述入口歧管抽取到所述第二泵送室中。

示例42-根据示例34至41中任一项所述的方法，其中，通过将加压空气施加到所述第一泵送室或所述第二泵送室中的所述隔膜使得所述隔膜变形以移动所述轴来移动所述轴。

示例42A-根据权利要求34所述的方法，其中，所述纵向孔竖直取向并且是细长的，并且所述入口歧管和所述出口歧管均水平取向并且是细长的。

示例42B-根据权利要求42所述的方法，其中，在所述抽取浆料步骤期间浆料在所述纵向孔中向上流动，在排出所述浆料步骤期间所述浆料在所述纵向孔中向下流动。

示例42C-根据权利要求34所述的方法，其中，所述下部浆料交换孔中的每一个进入所述第一泵送室的入口包括凹面凹陷部，以有利于将所述浆料中所夹带的沉淀物从所述第一泵送室向外排出。

示例43-一种用于形成和处理农业浆料的方法，所述方法包括：将水和农业固体添加到混合装置的混合室中；用所述混合装置搅动所述水和农业固体以形成浆料；将所述浆料排放到流动导管中；对所述流动导管加压以将所述浆料驱动到包括过滤器筛网的过滤器单元中；通过所述滤器筛网对所述浆料进行过滤，以去除所述浆料中大于预定颗粒尺寸的颗粒；以及从所述过滤器单元排出过滤后的浆料。

示例44-根据示例43所述的方法，所述方法进一步包括在所述过滤步骤期间将加压的空气和水注入所述过滤器单元中。

示例45-根据示例44所述的方法，其中，所述过滤步骤包括使所述浆料沿第一方向流动通过所述过滤器筛网以及使所述加压的空气和水沿与所述浆料相反的第二方向流动通过所述过滤器筛网。

示例46-根据示例45所述的方法，其中，所述浆料进入所述过滤器单元中位于所述过滤器筛网的第一侧上的第一腔体，并且所述加压的空气和水被注入所述过滤器单元中位于与所述第一侧相对的所述过滤器筛网的第二侧上的第二腔体中。

示例47-根据示例46所述的方法，其中，所述过滤器单元包括被配置成使所述浆料以线性流动路径流动通过所述第一腔体的浆料入口、被配置成以相同的线性流动路径从所述第一腔体排放所述过大颗粒的废物出口以及被配置成沿着横向于所述线性流动路径的方向排放过滤后的所述浆料的浆料出口。

示例48-根据示例43至47中任一项所述的方法，其中，所述浆料沿着与排放过滤后的所述浆料的方向平行的方向进入所述过滤器单元。

示例49-根据示例43至48中任一项所述的方法，其中，在所述加压步骤期间所述混合装置与流动导管流体隔离开。

示例50-一种用于调节浆料流动导管系统中的压力的直列式积蓄器，所述直列式积蓄器包括：限定细长室的主体；位于所述室的第一端部处的浆料入口和位于所述室的第二端部处的浆料出口，所述浆料入口和所述浆料出口同轴对准并且限定延伸穿过其中的纵向流动轴线；和可弹性变形的隔膜，所述可弹性变形的隔膜将所述室分成预充气体部分和浆料部分，所述浆料部分以线性路径将浆料从所述入口输送到所述出口；其中所述隔膜由于所述浆料的压力的增加或减少而变形，以维持所述浆料流动导管系统中相对恒定的压力。

示例51-根据示例50所述的积蓄器，其中，所述积蓄器包括具有凹面形状的轴向细长槽，所述轴向细长槽在所述浆料入口与所述浆料出口之间延伸。

示例52-一种浆料过滤器单元，所述浆料过滤器单元包括：主体，所述主体具有限定上部腔体和下部腔体的内部；过滤器筛网，所述过滤器筛网布置在所述上部腔体和所述下部腔体之间；未过滤的浆料入口，所述未过滤的浆料入口流体联接到所述上部腔体；废物出口，所述废物出口与所述未过滤的浆料入口相对地流体联接到所述上部腔体，这限定了所述上部腔体中的浆料入口流动路径；过滤后的浆料出口，所述过滤后的浆料出口流体联接到所述下部腔体；其中，所述过滤器单元被配置成使浆料沿着横向于所述浆料入口流动路径的方向从所述第一腔体穿过所述过滤器筛网至所述第二腔体。

示例53-根据示例52所述的浆料过滤器单元，其中，所述浆料入口流动路径是线性的。

示例54-根据示例51或52所述的浆料过滤器单元，所述浆料过滤器单元还包括用于注入空气的加压空气入口和用于注入水的加压水入口，所述加压空气入口和所述加压水入口共同形成起泡器，用于从所述过滤器筛网上清除过大颗粒。

示例55-根据示例54所述的浆料过滤器单元，其中，所述加压空气入口和所述加压水入口流体联接到所述过滤器筛网下方的所述下部腔体。

示例56-根据示例55所述的浆料过滤器单元，其中，所述空气和水沿着从所述下部腔体到所述上部腔体的方向流动通过所述过滤器筛网。

示例57-根据示例51至56中任一项所述的浆料过滤器单元，其中，所述过滤器筛网在构型上是细长且弧形弯曲的，从而限定面向所述上部腔体的凹面侧和面向所述下部腔体的凸面侧。

示例58-根据示例51至57中任一项所述的浆料过滤器单元，其中，所述未过滤的浆料入口包括可弹性变形的分段管件联接件，所述管件联接件包括多个可径向变形的细长指状件，其中纵向狭缝周向分开所述指状件，所述管件联接件被配置成将流动管插入所述管件联接件内侧。

示例59-根据示例51至58中任一项所述的浆料过滤器单元，其中，所述未过滤的浆料入口和所述过滤器浆料出口各自限定彼此平行的相应中心线。

示例60-一种浆料搅拌装置，所述浆料搅拌装置包括：限定竖直中心线和搅拌室的细长壳体；浆料入口，所述浆料入口被配置为接收所述浆料；浆料再循环入口，所述浆料再循环入口被配置为流体联接到闭合的浆料再循环流动回路；以及浆料再循环出口，所述浆料再循环出口被配置为流体联接到所述浆料再循环流动回路；以及可旋转的叶片机构，所述可旋转的叶片机构被配置成在所述搅拌室中将所述浆料维持在搅动混合状态。

示例61-根据示例60所述的浆料搅拌装置，所述浆料搅拌装置还包括马达，所述马达可操作地联接到所述叶片机构并且被配置成使所述叶片机构旋转。

示例62-根据示例60或61所述的浆料搅拌装置，其中，所述叶片机构包括至少第一叶片组件，所述第一叶片组件包括可操作地联接到所述马达的第一驱动轴和固定地联接到所述第一驱动轴的第一组叶片。

示例63-根据示例62所述的浆料搅拌装置，其中，所述第一驱动轴竖直取向，并且所述第一组叶片布置在浆料室的底部中。

示例64-根据示例63所述的浆料搅拌装置，所述浆料搅拌装置还包括第二叶片组件，所述第二叶片组件包括：可操作地联接到所述马达的竖直的第二驱动轴；和固定地联接到第二驱动轴并且布置在所述浆料室的底部部分中的第二组叶片。

示例65-根据示例64所述的浆料搅拌装置，其中，所述第一驱动轴和所述第二驱动轴通过齿轮系可操作地联接到所述马达。

示例66-根据示例64或65所述的浆料搅拌装置，其中，所述第一叶片组件沿第一旋转方向旋转并且所述第二叶片组件沿第二旋转方向旋转。

示例67-根据示例66所述的浆料搅拌装置，其中，所述浆料再循环入口被配置成从所述浆料再循环流动回路切向于所述搅拌室的内部侧壁引入浆料。

示例68-根据示例67所述的浆料搅拌装置，其中，所述浆料再循环入口还被配置成沿着与所述第二叶片组件的所述第二旋转方向相同的方向将所述浆料引入到所述搅拌室中。

示例69-根据示例64至68中任一项所述的浆料搅拌装置，其中，所述搅拌室的横向截面呈数字八的形状，从而形成由所述搅拌室的狭窄喉部区域分离开的第一区段和第二区段。

示例70-根据示例69所述的浆料搅拌装置，其中，所述第一叶片组件布置在所述搅拌室的所述第一区段中，并且所述第二叶片组件布置在所述搅拌室的所述第二区段中。

示例71-根据示例69或70所述的浆料搅拌装置，其中，所述浆料再循环出口布置在所述搅拌室的位于所述第一区段和所述第二区段之间的所述狭窄喉部区域中。

示例72-根据示例60至71中任一项所述的浆料搅拌装置，其中，所述搅拌装置进一步包括流体联接到所述搅拌室的顶端的溢流端口和流体联接到所述搅拌室的底部的废物出口端口。

示例73-根据示例60至72中任一项所述的浆料搅拌装置，所述浆料搅拌装置进一步包括水入口，所述水入口被配置为向所述浆料添加水以稀释所述浆料。

示例74-根据示例60至73中任一项所述的浆料搅拌装置，所述浆料搅拌装置还包括液位传感器，所述液位传感器被配置为测量所述搅拌室中的浆料的液位，其中基于所述液位传感器测量的所述搅拌室中的所述浆料的液位控制和调节所述搅拌叶片机构的转速。

示例75-根据示例60至74中任一项所述的浆料搅拌装置，其中，所述搅拌装置的所述壳体具有分段构造，所述分段构造包括可移除的顶盖、顶部区段、中间区段和底部区段。

其它示例—用于形成/处理农业浆料的方法

1A.一种用于形成和处理农业浆料的方法，所述方法包括：将水和农业固体添加到混合装置的混合室中；用所述混合装置以第一速度搅动所述水和所述农业固体以形成浆料；将所述浆料从所述混合装置经由流体联接在所述混合装置和过滤器单元之间的流动导管排放到所述过滤器单元中；通过粗过滤器的所述过滤器筛网对所述浆料进行粗过滤，以去除所述浆料中大于预定第一最大颗粒尺寸的颗粒；以及在限定搅拌室的搅拌装置的搅拌室中从所述过滤器单元接收过滤后的所述浆料；以及在所述搅拌装置中以不同于所述第一速度的第二速度搅动所述浆料。

2A.根据示例1A所述的方法，其中，所述混合装置包括可旋转的第一叶片机构，所述可旋转的第一叶片机构在搅动所述水和所述农业固体步骤期间旋转以形成所述浆料，并且所述搅拌装置包括可旋转的第二叶片机构，所述可旋转的第二叶片机构在所述搅动浆料步骤期间旋转。

3A.根据示例1A或2A所述的方法，其中，所述第一速度快于所述第二速度。

4A.根据示例1A至3A中任一项所述的方法，其中，所述搅拌装置的所述搅拌室形成流体联接到所述粗过滤器单元的闭合浆料再循环流动回路的成一体部分。

5A.根据示例4A所述的方法，其中，所述浆料再循环流动回路包括浆料再循环泵，所述浆料再循环泵使所述浆料循环通过所述浆料再循环流动回路和所述搅拌装置。

6A.根据示例5A所述的方法，其中，当所述浆料正在循环通过所述浆料再循环流动回路时，所述浆料再循环流动回路与所述混合装置流体隔离开。

7A.根据示例5A或6A所述的方法，其中，所述搅拌装置可操作以当所述浆料循环通过所述浆料再循环流动回路时将所述浆料维持在混合均匀状态。

8A.根据示例7A所述的方法，所述方法还包括在使所述浆料循环通过所述浆料再循环流动回路的同时测量处于所述混合均匀状态的所述浆料的密度。

9A.根据示例8A所述的方法，其中，所述浆料再循环流动回路包括测量所述浆料的所述密度的密度测量装置。

10A.根据示例9A所述的方法，其中，所述密度测量装置是U形管振动密度计，其被配置为测量处于通过所述U形管振动密度计的动态流动状态或处于停滞流动状态中的浆料。

11A.根据示例1A至10A中任一项所述的方法，其中，所述浆料再循环流动回路流体联接到浆料化学分析子系统，所述浆料化学分析子系统被配置为针对具有农业相关意义的分析物分析所述浆料。

12A.根据示例11A所述的方法，所述方法还包括在使过滤后的浆料从所述细过滤器单元流动至所述浆料化学分析子系统的步骤之前通过流体地布置在所述浆料再循环流动回路内的所述细过滤器单元对所述浆料进行细过滤。

13A.根据示例12A所述的方法，其中，所述细过滤器单元被配置为去除所述浆料中的固体颗粒，所述固体颗粒具有比所述粗过滤器单元的所述预定第一最大颗粒尺寸小的预定第二最大颗粒尺寸。

14A.根据示例1A至13A中任一项所述的方法，所述方法还包括在所述混合装置和所述搅拌装置之间用空气对所述流动导管加压，以驱动所述浆料通过所述粗过滤器单元并且进入所述搅拌装置中。

15A.根据示例14A所述的方法，其中，在所述加压步骤期间所述混合装置与所述流动导管流体隔离开。

16A.根据示例1A所述的方法，所述方法还包括在所述粗过滤步骤期间通过所述粗过滤器单元注入加压的空气和水，从而形成充气流，以防止大于所述预定第一最大颗粒尺寸的固体颗粒堵塞所述过滤器筛网。

17A.根据示例16A所述的方法，其中，所述粗过滤步骤包括使所述浆料沿着第一方向流动通过所述过滤器筛网以及使所述充气流沿着与所述第一方向相反的第二方向流动通过所述过滤器筛网。

18A.根据示例17A所述的方法，其中，所述浆料进入所述粗过滤器单元中位于所述过滤器筛网的第一侧上的第一腔体，并且所述加压的空气和水被注入到所述过滤单元中位于所述过滤器筛网的与所述第一侧相对的第二侧上的第二腔体中。

19A.根据示例18A所述的方法，其中，所述粗过滤器单元包括被配置成使所述浆料在线性流动路径中流动通过所述第一腔体的浆料入口、被配置成在同一线性流动路径中从所述第一腔体排放所述过大颗粒的废物出口以及被配置成沿着横向于所述线性流动路径的方向排放过滤后的所述浆料的浆料出口。

20A.根据示例5A至19A中任一项所述的方法，其中，所述浆料再循环流动回路还包括定位在所述浆料泵上游的积蓄器，所述积蓄器被配置成阻尼所述浆料再循环流动回路中的压力突增。

其它示例-积蓄器

1B.一种用于调节浆料流动导管系统中的压力的直列式积蓄器，所述直列式积蓄器包括：限定细长室的主体；可弹性变形的隔膜，所述可弹性变形的隔膜将所述室分成被配置成预充有惰性气体的上部子腔体和被配置成输送浆料的下部子腔体；所述下部子腔体限定几何纵向腔体中心线；形成在所述下部子腔体的第一端部处的浆料入口和形成在所述下部子室的相对的第二端部处的浆料出口，所述浆料入口和所述浆料出口彼此同轴对准并且限定在其间延伸的纵向流动轴线；所述浆料入口和所述浆料出口限定的所述纵向流动轴线竖直偏离所述下部子腔体的所述纵向腔体中心线；其中，所述隔膜由于所述浆料压力的增加或减少而变形，以维持所述浆料流动导管系统中的恒定压力。

2B.根据示例1B所述的积蓄器，其中，所述浆料可沿线性流动路径从所述浆料入口至所述浆料出口流动通过所述下部子腔体。

3B.根据示例1B或2B所述的积蓄器，其中，所述下部子腔体包括在所述下部子腔体中形成在所述主体的底部处的纵向细长槽，所述纵向细长槽被配置成当所述浆料正在流动时收集所述浆料中所夹带的沉淀物并且将所述沉淀物移动通过所述下部子腔体。

4B.根据示例3B所述的积蓄器，其中，所述槽沿着所述主体的长度完全在所述浆料入口和所述浆料出口之间延伸。

5B.根据示例3B或4B所述的积蓄器，其中，所述槽与所述浆料入口和所述浆料出口同轴对准。

6B.根据示例3至5B中任一项所述的积蓄器，其中，所述槽具有半圆形横向截面形状。

7B.根据示例6B所述的积蓄器，其中，所述槽具有与所述下部子腔体不同的横向截面形状。

8B.根据示例7B所述的积蓄器，其中，所述下部子腔体具有大致V形的横向截面形状。

9B.根据示例3B至8B中任一项所述的积蓄器，其中，通过使得所述积蓄器的所述主体的与所述槽相交的弧形弯曲的凹面侧壁倾斜并且会聚而形成所述下部子腔体。

10B.根据示例1B至9B中任一项所述的积蓄器，其中，所述浆料进口和所述浆料出口位于所述下部子腔体的底部处。

11B.根据示例1B所述的积蓄器，其中，所述下部子腔体的横向流动路径横截面积不超过所述积蓄器的所述浆料入口或所述浆料出口的横向最小横截面积的30倍。

12B.根据示例11B所述的积蓄器，其中，所述浆料入口和所述浆料出口各自具有相同的横截面积。

13B.根据示例1B所述的积蓄器，其中，所述下部子腔体具有大致V形的横向截面形状。

14B.根据示例13B所述的积蓄器，其中，所述上部子腔体具有与所述下部子腔体的所述横向截面形状互补的基本上V形的横向截面形状。

15B.根据示例1B至14B中任一项所述的积蓄器，其中，所述隔膜被夹在并且捕获在可拆卸地联接在一起的所述主体的第一半区段和第二半区段之间。

16B.根据示例1B所述的积蓄器，其中，所述积蓄器包括加压气体端口，所述加压气体端口布置成用所述惰性气体预充所述上部子腔体。

17B.根据权利要求1B至16B中任一项所述的积蓄器，其中，所述浆料是农业浆料。

18B.根据权利要求17B所述的积蓄器，其中，所述农业浆料是土壤浆料。

值得注意的是，前述示例1B至18B所列举的以及本文前面进一步详细描述的独特特征涉及一种积蓄器，所述积蓄器被特别配置并且可操作用于成功地搬运具有夹带/悬浮固体和沉淀物的浆料，例如土壤浆料，这与仅搬运不含大量悬浮固体的现有技术的那些积蓄器设计不同。

其它示例-浆料过滤

1C.一种浆料过滤器单元，所述浆料过滤器单元包括：Y形主体，所述Y形主体在内部限定有上部腔体和下部腔体；过滤器筛网，所述过滤器筛网布置在所述上部腔体和所述下部腔体之间；未过滤的浆料入口，所述未过滤的浆料入口流体联接到所述上部腔体；废物出口，所述废物出口与所述未过滤的浆料入口相对地流体联接到所述上部腔体，这限定了在所述上部腔体中的浆料入口流动路径；过滤后的浆料出口，所述过滤后的浆料出口流体联接到所述下部腔体；其中，所述过滤器单元被配置成使浆料沿横向于所述浆料入口流动路径的方向从所述第一腔体至所述第二腔体穿过所述过滤器筛网。

2C.根据示例1C所述的浆料过滤器单元，其中，所述浆料入口流动路径是线性的，使得所述浆料平行于所述过滤器筛网的长度流动。

3C.根据示例1C或2C所述的浆料过滤器单元，所述浆料过滤器单元还包括被配置用于注入空气的加压空气入口和被配置用于注入水的加压水入口，所述加压空气入口和所述加压水入口共同形成起泡器，用于从所述过滤器筛网上清除过大颗粒。

4C.根据示例3C所述的浆料过滤器单元，其中，所述加压空气入口和加压水入口流体联接到所述过滤器筛网下方的所述下部腔体。

5C.根据示例4C所述的浆料过滤器单元，其中，所述加压空气入口和加压水入口布置成使加压的空气和水沿着从所述下部腔体到所述上部腔体的方向向上流动通过所述过滤器筛网，以从所述过滤器筛网上清除过大颗粒。

6C.根据示例5C所述的浆料过滤器单元，其中，所述过滤器单元被配置成使得所述加压的空气和水从所述下部腔体至所述上部腔体向上流动通过所述过滤器筛网。

7C.根据示例1C至6C中任一项所述的浆料过滤器单元，其中，所述过滤器筛网在构型上从一侧到另一侧呈弧形弯曲，从而限定面向所述上部腔体的凹面侧和面向所述下部腔体的凸面侧。

8C.根据示例1C至7C中任一项所述的浆料过滤器单元，其中，所述上部腔体相对于水平参考面倾斜地向下成角度，使得所述浆料在相同的倾斜成角度的流动路径中行进穿过所述过滤器筛网。

9C.根据示例2C、7C或8C中任一项所述的浆料过滤器单元，其中，所述未过滤的浆料入口布置在所述上部腔体的一端处，并且废物出口布置在其相对端处。

10C.根据示例9C所述的浆料过滤器单元，其中，所述上部腔体被配置成使得太大而无法通过所述过滤器筛网中的所述筛孔的所述浆料混合物中所夹带的过大颗粒以线性路径流动经过所述筛网的凹面上表面到达所述废物出口。

11C.根据示例1C至10C中任一项所述的浆料过滤器单元，其中，所述未过滤的浆料入口包括可弹性变形的分段管件联接件，所述分段管件联接件包括多个可径向变形的细长的指状件，所述指状件具有周向分离开所述指状件的纵向狭缝，所述管件联接件被配置成将流动管插入所述管件联接件内。

12C.根据示例1C至11C中任一项所述的浆料过滤器单元，其中，所述未过滤的浆料入口和所述过滤后的浆料出口各自限定彼此平行的相应中心线。

13C.根据示例1C至12C中任一项所述的浆料过滤器单元，其中，所述过滤器单元取向成使得当所述过滤器单元在使用中时所述上部腔体定位于所述下部腔体之上并且所述过滤器筛网在所述上部腔体和所述下部腔体之间水平延伸。

14C.根据示例1C至13C中任一项所述的浆料过滤器单元，其中，所述浆料包含水和农业样本物料。

15C.根据示例14C所述的浆料过滤器单元，其中，所述农业样本物料是土壤。

16C.根据示例1C至15C中任一项所述的浆料过滤器单元，其中，所述下部腔体具有倾斜的截头圆锥形状，使得所述下部腔体沿着从邻近所述过滤器筛网的上部部分向位于所述下部腔体的底部处的所述过滤后的浆料出口的方向向下逐渐变窄。

17C.根据示例1C至16C中任一项所述的浆料过滤器单元，其中，所述主体的上部腔体被透明塑料盖覆盖，所述透明塑料盖被配置成允许用户看到所述过滤器筛网。

18C.一种用于过滤浆料的方法，所述方法包括：提供过滤器单元，所述过滤器单元包括过滤器筛网、形成在所述过滤器筛网上方的上部腔体和形成在所述过滤器筛网下方的下部腔体；将加压的空气和水注入到所述下部腔体中，以产生充气水流；使所述充气水流流动通过所述过滤器筛网进入所述上部腔体；将未过滤的浆料引入到过滤器单元的上部室；和使所述未过滤的浆料以与所述充气水流逆流的方向通过所述过滤器筛网以产生滤液。

19C.根据示例18C所述的方法，其中，所述过滤器单元具有Y形主体。

20C.根据示例18C或19C所述的方法，所述方法还包括：将所述未过滤的浆料从所述过滤器单元的未过滤的浆料入口沿着平行于所述过滤器筛网的长度的方向引入到所述上部室中并且沿着所述过滤器筛网的长度流动；使带有在所述浆料中夹带过大颗粒的所述浆料的一部分在沿着所述过滤器筛网的上表面在线性流动路径中朝向与所述未过滤的浆料入口正对面的所述上部室中的废物出口流动，所述过大颗粒太大而无法通过所述过滤器筛网中的筛孔。

21C.根据示例20C所述的方法，其中，所述过滤器筛网的所述上表面从一侧到另一侧呈弧形弯曲并且呈凹面形状，从而形成槽。

22C.根据示例20C或21C所述的方法，其中，夹带过大颗粒的浆料通过所述废物出口的流动由流体联接到所述废物出口的可打开且可关闭的废物阀控制。

23C.根据示例22C所述的方法，其中，与使所述未过滤的浆料沿着与所述充气水流逆流的方向通过所述过滤器筛网以产生滤液的步骤同时，在所述废物阀打开以排出带有夹带过大颗粒的浆料的所述部分时所述过滤器单元以自清洁模式操作。

24C.根据示例18C至23C中任一项所述的方法，其中，将加压的空气和水注入到所述下部腔体中的步骤包括首先注入加压的水，然后施加气压以产生充气水流。

25C.根据示例18C至24C中任一项所述的方法，其中，通过所述下部腔体中的空气入口端口注入空气，所述空气入口端口与所述下部腔体中的水入口部分分离开，通过所述水入口部分注入所述加压的水。

虽然前面的描述和附图表示一些示例系统，但是应该理解的是，可以在不脱离所附权利要求的精神和范围以及等同范畴的情况下在其中进行各种添加、修改和替换。特别地，对于本领域技术人员将清楚的是，在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例、尺寸以及利用其它元件、材料和部件来实施。此外，可以对本文所述的方法/过程进行多种变化。本领域技术人员将进一步认识到的是，本发明可以在结构、布置、比例、尺寸、材料和部件的许多修改下使用，并且可以在本发明的实践中使用，这些修改在不背离本发明的原理的情况下特别适合于特定的环境和操作要求。因此，当前公开的实施例在所有方面都应被认为是说明性而不是限制性的，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定，并且不限于前述描述或实施例。更确切地说，所附权利要求应当被广义地解释为包括本发明的其它变体和实施例，本领域技术人员可以在不脱离本发明的范围和等同范畴的情况下做出这些变体和实施例。

Claims (20)

1.一种浆料搅拌装置，包括：

细长的壳体，其限定竖直中心线和搅拌室；

配置成接收浆料的浆料入口、配置成用于流体联接至闭合的浆料再循环流动回路的浆料再循环入口、以及配置成用于流体联接至所述浆料再循环流动回路的浆料再循环出口；和

可旋转的叶片机构，其配置成在所述搅拌室中将浆料维持在搅动混合状态。

2.根据权利要求1所述的浆料搅拌装置，还包括马达，所述马达可操作地联接至所述叶片机构且配置成使所述叶片机构旋转。

3.根据权利要求1或2所述的浆料搅拌装置，其中所述叶片机构包括至少第一叶片组件，所述第一叶片组件包括可操作地联接至所述马达的第一驱动轴和固定地联接至所述第一驱动轴的第一组叶片。

4.根据权利要求3所述的浆料搅拌装置，其中所述第一驱动轴竖直取向，并且所述第一组叶片布置在浆料室的底部部分中。

5.根据权利要求4所述的浆料搅拌装置，还包括第二叶片组件，所述第二叶片组件包括：竖直取向的第二驱动轴，其可操作地联接至所述马达；和第二组叶片，其固定地联接至所述第二驱动轴并且布置在所述浆料室的底部部分中。

6.根据权利要求5所述的浆料搅拌装置，其中所述第一驱动轴和第二驱动轴通过齿轮系可操作地联接至所述马达。

7.根据权利要求5或6所述的浆料搅拌装置，其中所述第一叶片组件以第一旋转方向旋转，并且所述第二叶片组件以第二旋转方向旋转。

8.根据权利要求7所述的浆料搅拌装置，其中所述浆料再循环入口配置成从所述浆料再循环流动回路切向于所述搅拌室的内部侧壁引入浆料。

9.根据权利要求8所述的浆料搅拌装置，其中所述浆料再循环入口还配置成沿着与所述第二叶片组件的所述第二旋转方向相同的方向将所述浆料引入到所述搅拌室中。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的浆料搅拌装置，其中所述搅拌室的横向截面呈数字八的形状，从而形成由所述搅拌室的狭窄的喉部区域分离开的第一区段和第二区段。

11.根据权利要求10所述的浆料搅拌装置，其中所述第一叶片组件布置在所述搅拌室的所述第一区段中，并且所述第二叶片组件布置在所述搅拌室的所述第二区段中。

12.根据权利要求10或11所述的浆料搅拌装置，其中所述浆料再循环出口布置在所述搅拌室的位于所述第一区段和所述第二区段之间的所述狭窄的喉部区域中。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的浆料搅拌装置，其中所述搅拌装置还包括流体联接到所述搅拌室的顶端的溢流端口和流体联接到所述搅拌室的底部的废物出口端口。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的浆料搅拌装置，还包括水入口，所述水入口配置成向浆料添加水以稀释浆料。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的浆料搅拌装置，还包括液位传感器，所述液位传感器配置成测量所述搅拌室中的浆料的液位，其中基于所述液位传感器测量的所述搅拌室中的浆料的液位控制和调节所述搅拌叶片机构的转速。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的浆料搅拌装置，其中所述浆料搅拌装置的所述壳体具有分段构造，所述分段构造包括可移除的顶盖、顶部区段、中间区段和底部区段。

17.根据权利要求1所述的浆料搅拌装置，其中所述浆料入口被定位成将浆料引入所述搅拌室的上部部分中，并且所述浆料再循环入口和浆料再循环出口被定位成将浆料引入所述搅拌室的下部部分和从所述搅拌室的下部部分提取浆料。

18.根据权利要求17所述的浆料搅拌装置，其中所述浆料入口贯穿所述壳体的顶部区段形成并且与所述壳体的竖直中心线倾斜地成角度，以将浆料以相似的角度向内输送至所述搅拌室中。

19.根据权利要求17或18所述的浆料搅拌装置，其中所述浆料再循环入口和浆料再循环出口配置成沿横向于所述壳体的竖直中心线的方向分别将浆料引入所述搅拌室和从所述搅拌室提取浆料。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的浆料搅拌装置，其中所述浆料再循环入口8033a配置成从所述浆料再循环流动回路沿所述搅拌室的侧壁切向地引入浆料，以减少浆料中的空气夹带。