CN117491343A - 土壤有机质检测方法、装置及其系统 - Google Patents
土壤有机质检测方法、装置及其系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117491343A CN117491343A CN202311789117.8A CN202311789117A CN117491343A CN 117491343 A CN117491343 A CN 117491343A CN 202311789117 A CN202311789117 A CN 202311789117A CN 117491343 A CN117491343 A CN 117491343A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- soil
- carbon content
- organic matter
- tabletting
- inorganic carbon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 126
- 239000004016 soil organic matter Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims abstract description 465
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 300
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 300
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 claims abstract description 88
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 76
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 claims abstract description 67
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 claims abstract description 49
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 67
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 54
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 35
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 33
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 claims description 32
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 29
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 28
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 claims description 27
- 238000002679 ablation Methods 0.000 claims description 21
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 19
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 16
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 14
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 11
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims description 11
- 239000012496 blank sample Substances 0.000 claims description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 9
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 8
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000003516 soil conditioner Substances 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 23
- IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M potassium bromide Chemical compound [K+].[Br-] IOLCXVTUBQKXJR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 18
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 13
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 6
- 238000009475 tablet pressing Methods 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 238000001636 atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- SOCTUWSJJQCPFX-UHFFFAOYSA-N dichromate(2-) Chemical compound [O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O SOCTUWSJJQCPFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 101100328887 Caenorhabditis elegans col-34 gene Proteins 0.000 description 3
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 3
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 3
- 238000012417 linear regression Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 3
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 3
- PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N (fluoren-9-ylideneamino) n-naphthalen-1-ylcarbamate Chemical compound C12=CC=CC=C2C2=CC=CC=C2C1=NOC(=O)NC1=CC=CC2=CC=CC=C12 PFNQVRZLDWYSCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 3-(oxolan-2-yl)propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC1CCCO1 WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229910052980 cadmium sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- 229910052806 inorganic carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000001028 reflection method Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004737 colorimetric analysis Methods 0.000 description 1
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003041 laboratory chemical Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000001320 near-infrared absorption spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005527 soil sampling Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/71—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light thermally excited
- G01N21/718—Laser microanalysis, i.e. with formation of sample plasma
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3563—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing solids; Preparation of samples therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N2021/3595—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using FTIR
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明提供一种土壤有机质检测方法、装置及其系统，属于土壤检测技术领域，所述方法包括：根据第一土壤压片的原子发射光谱确定待测土壤中的总碳含量，根据第二土壤压片的分子吸收光谱确定待测土壤中的无机碳含量，根据总碳含量和无机碳含量最终确定待测土壤中的有机质含量。本发明基于碳元素和无机碳分别在原子发射光谱和分子吸收光谱上所呈现的明确特性，通过将原子发射光谱和分子吸收光谱技术联用，以不同光源对不同土壤压片进行烧蚀或照射，获取土壤中的总碳含量和无机碳含量，计算得到有机质含量，针对不同区域的土壤，无需依赖大量样本构建有机质含量反演模型，提高了检测方法的普适性和移植性，降低了土壤有机质检测的时间成本和人力成本。
Description
技术领域
本发明涉及土壤检测技术领域，尤其涉及一种土壤有机质检测方法、装置及其系统。
背景技术
土壤有机质是指存在于土壤中的所有含碳的有机物质，包括动植物残体、微生物体以及其分解合成的各种有机物质。土壤有机质在土壤中占比虽小（1%~20%）但意义重大，土壤有机质含量是土壤肥力水平的一项重要指标，对土壤肥力、环境保护、农业可持续发展具有重要作用。
目前测定土壤有机质含量的方法一般是采用可见-近红外波段的光源照射土壤样本表面，基于统计学规律进行波段选取和模型构建，通过检测土壤样本表面不同波长的反射光来建立多参数土壤有机质计算模型，将建立的多参数土壤有机质计算模型应用于土壤有机质含量的实际检测中。
然而，由于有机质在光谱中没有明确的特征，使用可见-近红外波段光源照射土壤样本表面得到的不同波长反射光只能间接反应土壤有机质含量。同时，受到土壤基体效应的严重影响，包括受到土壤类型、颜色、粒径、水分含量等因素影响，不同的土壤类型、不同的光谱采集设备和不同土壤样本理化特性会导致完全不同的结果，难以得到一个普适性较强的土壤有机质反演模型，模型的迁移效果差。
因此，在土壤有机质计算模型的前期建模中，必须收集和处理大量的土壤样本，来保证建模样本尽量覆盖所有可能样本类型，人力成本、时间成本高昂。
发明内容
本发明提供一种土壤有机质检测方法、装置及其系统，用以解决现有技术中土壤有机质检测模型迁移效果差、建模人力成本和时间成本高昂的缺陷。
第一方面，本发明提供一种土壤有机质检测方法，包括：
根据第一土壤压片的原子发射光谱，确定待测土壤中的总碳含量；所述第一土壤压片是对待测土壤进行取样后制备得到的；
根据第二土壤压片的分子吸收光谱，确定待测土壤中的无机碳含量；所述第二土壤压片是对所述待测土壤进行取样后并混合预设比例的透射样品后制作得到的；
根据所述总碳含量和所述无机碳含量之间的差值，确定所述待测土壤中的有机碳含量；
根据所述有机碳含量，确定所述待测土壤中的有机质含量。
根据本发明提供的一种土壤有机质检测方法，所述根据第一土壤压片的原子发射光谱，确定待测土壤中的总碳含量，具体包括：
利用脉冲激光烧蚀所述第一土壤压片，将所述第一土壤压片中的土壤颗粒激发成跃迁的高温等离子体；
采集所述高温等离子体降温回落过程中 产生的所述原子发射光谱；
从所述原子发射光谱中提取出碳元素特征谱线强度；
将所述碳元素特征谱线强度输入预先构建的总碳含量定量模型，获取所述总碳含量定量模型输出的所述总碳含量。
根据本发明提供的一种土壤有机质检测方法，在利用脉冲激光烧蚀所述第一土壤压片的过程中，向烧蚀点周围吹扫惰性气体。
根据本发明提供的一种土壤有机质检测方法，所述根据第二土壤压片的分子吸收光谱，确定待测土壤中的无机碳含量，具体包括：
利用宽带红外光源照射所述第二土壤压片，采集经过所述第二土壤压片反射回的漫反射光的分子吸收光谱；
通过空白样本获得背景光谱，以利用所述分子吸收光谱和所述背景光谱计算到所述分子吸收光谱的吸光度曲线；
在所述吸光度曲线上，确定所述待测土壤中的无机碳成分所对应的特征频带，以获取所述特征频带处对应的吸光度；
将所述吸光度输入预先构建的第一无机碳含量定量模型，获取所述第一无机碳含量定量模型输出的所述无机碳含量。
根据本发明提供的一种土壤有机质检测方法，所述根据第二土壤压片的分子吸收光谱，确定待测土壤中的无机碳含量，具体包括：
确定所述待测土壤中的无机碳成分所对应的特征波段；
控制可调谐激光器生成能够覆盖所述特征波段的连续窄带红外激光照射所述第二土壤压片；
采集经过所述第二土壤压片透射出的透射激光的分子吸收光谱；
确定所述分子吸收光谱中在所述特征波段范围内的吸收光谱强度；
将所述吸收光谱强度输入至预先构建的第二无机碳含量定量模型，获取所述第二无机碳含量定量模型输出的所述无机碳含量。
根据本发明提供的一种土壤有机质检测方法，所述特征波段为1300cm-1至1600cm-1。
根据本发明提供的一种土壤有机质检测方法，所述根据所述有机碳含量，确定所述待测土壤中的有机质含量，包括：
将所述有机碳含量输入至预先构建好的有机质含量定量模型，获取所述有机质含量定量模型输出的所述有机质含量。
第二方面，本发明还提供一种土壤有机质检测装置，包括：
总碳含量检测单元，用于根据第一土壤压片的原子发射光谱，确定待测土壤中的总碳含量；所述第一土壤压片是对待测土壤进行取样后制备得到的；
无机碳含量检测单元，用于根据第二土壤压片的分子吸收光谱，确定待测土壤中的无机碳含量；所述第二土壤压片是对所述待测土壤进行取样后并混合预设比例的透射样品后制作得到的；
有机碳含量确定单元，用于根据所述总碳含量和所述无机碳含量之间的差值，确定所述待测土壤中的有机碳含量；
有机质含量确定单元，用于根据所述有机碳含量，确定所述待测土壤中的有机质含量。
第三方面，本发明还提供一种土壤有机质检测系统，至少包括上述土壤有机质检测装置，还包括：
脉冲激光输出装置，用于输出脉冲激光；
聚焦透镜，用于对所述脉冲激光进行聚焦后完成对第一土壤压片的烧蚀；
保护气体吹扫装置，用于所述第一土壤压片的烧蚀点周围吹扫惰性气体；
与所述脉冲激光输出装置相对设置的光谱采集装置，用于采集第一土壤压片中的土壤颗粒激发成跃迁的高温等离子体后所产生的原子发射光谱；
样本移动平台，用于承载所述第一土壤压片，并通过控制所述第一土壤压片在不同方向上的移动，实现对所述脉冲激光的烧蚀点的调整；
红外宽带光源，用于输出宽带红外光至第二土壤压片；
与所述红外宽带光源相对设置的第一红外探测光谱仪，用于采集经过所述第二土壤压片反射回的漫反射光的分子吸收光谱。
根据本发明提供的一种土壤有机质检测系统，还包括：
配置有激光器控制器的可调谐激光器，用于生成能够覆盖无机碳成分所对应的特征波段的连续窄带红外激光；
与所述可调谐激光器相对设置的第二红外探测光谱仪，用于采集经过所述第二土壤压片透射出的透射激光的分子吸收光谱。
根据本发明提供的一种土壤有机质检测系统，在第二土壤压片的基板为高反射率基板。
本发明提供的土壤有机质检测方法、装置及其系统，基于碳元素和无机碳分别在原子发射光谱和分子吸收光谱上所呈现的明确特性，通过将原子发射光谱和分子吸收光谱技术联用，以不同光源对不同土壤压片进行烧蚀或照射，获取土壤中的总碳含量和无机碳含量，计算得到有机质含量，针对不同区域的土壤，无需依赖大量样本构建有机质含量反演模型，提高了检测方法的普适性和移植性，降低了土壤有机质检测的时间成本和人力成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。
图1是本发明提供的土壤有机质检测方法的流程示意图；
图2是本发明提供的制作第一土壤压片的示意图；
图3是本发明提供的第一土壤压片退模的示意图；
图4是本发明提供的土壤总碳含量检测方法的流程示意图；
图5是本发明提供的原子发射光谱的示例图；
图6是本发明提供的总碳含量定量模型的示例图；
图7是本发明提供的脉冲激光烧蚀第一土壤压片的示意图；
图8是本发明提供的土壤总碳含量检测方法的工作示意图；
图9是本发明提供的土壤无机碳含量漫反射检测方法的流程示意图；
图10是本发明提供的碳酸盐红外特征光谱的示意图；
图11是本发明提供的土壤无机碳含量漫反射检测方法的工作示意图；
图12是本发明提供的土壤无机碳含量透射检测方法的流程示意图；
图13是本发明提供的土壤无机碳含量透射检测方法的工作示意图；
图14是本发明提供的土壤有机质检测装置的结构示意图；
图15是本发明提供的第二土壤压片基板为普通基板的漫反射光方向示意图；
图16是本发明提供的第二土壤压片基板为高反射率基板的漫反射光方向示意图；
图17是本发明提供的土壤有机质检测方法的完整工作流程图；
其中，附图标记为：
1：土壤样本；2：垫片；3：底座；4：上压头；5：压力装置；6：退模套具；11：脉冲激光输出装置；12：红外宽带光源；13：可调谐激光器；20：保护气体吹扫装置；31：光谱采集装置；32：第一红外探测光谱仪；33：第二红外探测光谱仪；40：样本移动平台；51：第一土壤压片；52：第二土壤压片；60：样本基板；61：普通基板；62：高反射率基板；70：激光器控制器；901：总碳含量检测单元；902：无机碳含量检测单元；903：有机碳含量确定单元；904：有机质含量确定单元。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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。
需要说明的是，在本发明实施例的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
土壤有机质的标准测定方法一般是采用实验室化学分析，通过采用重铬酸盐加热氧化法测定有机碳含量，再乘以一常数，作为土壤有机质含量。然而，重铬酸盐加热氧化法操作专业，流程复杂，废弃物中铬有剧毒，样本检测需要耗费大量的人力和试剂耗材，存在无法保证检测时效性的缺陷。
目前测定土壤有机质含量的方法，还有采用可见-近红外为手段的漫反射光谱土壤有机质检测，具体采用可见-近红外波段的光源（例如LED光源、光敏传感器等等）照射土壤样本表面，基于统计学规律进行波段选取和模型构建，通过检测土壤样本表面不同波长的反射光来建立多参数土壤有机质计算模型，将建立的多参数土壤有机质计算模型应用于土壤有机质含量的实际检测中。
相比重铬酸盐加热氧化法，漫反射光谱土壤有机质检测方法能够脱离实验室进行检测，具有绿色、无化学污染的优点。
但是，由于有机质在光谱中没有明确的特征，使用可见-近红外波段光源照射土壤样本表面得到的不同波长反射光只能间接反应土壤有机质含量。同时，受到土壤基体效应的严重影响，包括受到土壤类型、颜色、粒径、水分含量等因素影响，不同的土壤类型、不同的光谱采集设备和不同土壤样本理化特性会导致完全不同的结果，难以得到一个普适性较强的土壤有机质反演模型，一个模型只适用于一个区域的土壤样本，模型的迁移效果差。
因此，在土壤有机质计算模型的前期建模中，必须收集和处理大量的土壤样本，来保证建模样本尽量覆盖所有可能样本类型，人力成本、时间成本高昂，也限制了检测装备的推广应用。
有鉴于此，本发明提供一种新的土壤有机质检测方法，下面结合图1-图17的描述做具体说明。
针对现有技术所存在的缺陷，本发明提出一种采用光谱技术联用实现对土壤有机质含量进行快速检测的方法，主要是基于光谱特征明确的土壤成分，联合土壤成分发射光谱和吸收光谱对土壤成分进行定量分析，解决了可见-近红外光谱法中有机质光谱特征不明确、只能依靠大量样本建模结合化学计量学进行土有机质含量反演的缺点，提高了检测方法的普适性和移植性，且无需对土壤样本进行复杂处理和化学反应、无需有害化学试剂参与、无二次污染，故是一种绿色、高效的土壤有机质检测方法。
图1是本发明提供的土壤有机质检测方法的流程示意图，如图1所示，包括但不限于以下步骤：
步骤101：根据第一土壤压片的原子发射光谱，确定待测土壤中的总碳含量；所述第一土壤压片是对待测土壤进行取样后制备得到的。
原子发射光谱法，是指利用被激发原子发出的辐射线形成的光谱与标准光谱比较，识别物质中含有何种物质以及确定物质含量的分析方法。
具体来说，高能激光可以将不同原子激发成跃迁的高温等离子体，等离子体降温回落的过程中发出辐射，从而发生原子发射光谱。不同元素的原子对应不同特征波长的原子发射光谱，也即只能产生某些波长的谱线。激发第一土壤压片中的各种原子后，根据得到的原子发射光谱中碳元素的特征谱线是否存在，可分析土壤中是否含有碳元素，根据原子发射光谱中碳元素特征谱线的强度，则可测定碳元素的含量。
基于前述原理，本发明使用原子发射光谱法对待测土壤中碳元素的总含量进行检测。
其中，待测土壤可以根据研究目的、土壤特性等因素确定其采样点和采样深度。在确定待测土壤的采样位置与采样深度后，使用取土工具采集原始土壤样本，并使用筛网对原始土壤样本进行过筛处理，去掉样本中的碎石、草根以及动植物残体等明显杂质，并自然风干过筛后的土壤样本，去除水分，获得粒径等物理性状较为均匀的土壤样本。
对于制备用于检测土壤总碳含量的第一土壤压片，使用直接压片法，取一定质量的、过筛、风干后的土壤样本，压片工具设置固定压力和压片时间，对土壤样本直接进行压片，得到一定形状、一定面积的第一土壤压片。
此处提到的取土工具可以是专用取土钻、样品勺、探针或针状取样器等等，压片工具可以是手动压片机、自动压片机、液压压片机、旋转压片机等等，本发明对此不做限制。
例如，使用电子秤取1g过筛、风干后的待测土壤作为土壤样本，设置压片工具的固定压力和压片时间，制备得到直径为10mm、形状为薄圆柱片的第一土壤压片。
图2是本发明提供的制作土壤压片时的结构示意图，图3是本发明提供的土壤压片退模时的结构示意图，如图2和图3所示，在一可选实施例中，在进行土壤压片制作时所使用的压片工具主要包括垫片2、底座3、上压头4、压力装置5和退模套具6，土壤样本1置于两个垫片2之间。
在实际制作过程中，给压力装置5设置一固定压力，以在预设时长内对上压头4施加的该固定压力，该固定压力作用在与上压头4相接触的垫片2上，以向下挤压土壤样本1直至形成土壤压片。
接下来需要对压制好的土壤压片进行退模，具体包括：将整体结构翻转过来并利用退模套具6替换底座3。通过压力装置5继续向上压头4施加压力。在该压力作用下，压制好的土壤压片向退模套具6内运动，直至完全离开模具腔体，获取到脱离出来的土壤压片。
可以采用上述方式进行第一土壤压片的压制，所需要注意的是，进行第一土壤压片压制所使用的土壤样本是完全由待测土壤组成。
也可以采样相同的方式进行第二土壤压片的压制，与压制第一土壤压片不同的是，进行第二土壤压片压制所使用的土壤样本是对所述待测土壤进行取样后并混合预设比例的透射样品后制作得到的。
步骤102：根据第二土壤压片的分子吸收光谱，确定待测土壤中的无机碳含量。
土壤中的无机碳主要以碳酸盐的形式存在，针对绝大部分土壤来说，其实无机碳的含量是非常少的，基本可以忽略。针对少数土壤，例如石灰质土壤中含有一定量的无机碳，但主要以碳酸盐为主，故在本实施例中将土壤中碳酸盐的含量近似地认为是土壤中无机碳的含量，以充分考虑检测的精准性。
碳酸盐分子具有显著的红外光谱活性，利用碳酸盐分子的分子吸收光谱可以检测土壤中的无机碳酸盐含量。具体来说，当红外光照射土壤样本时，土壤中的分子会发生振动和转动，产生不同波长的红外吸收信号。而碳酸盐成分中的碳酸盐离子具有特定的振动模式，会表现出一些特征性的红外吸收峰（也称为谱带），这些谱带可以用来识别和分析土壤样本中的碳酸盐成分含量。
在制备用于检测土壤无机碳含量的第二土壤压片时，可以使用混合压片法，即是将过筛、风干后的土壤样本与透射样品按预设比例混合后，压片工具设置固定压力和压片时间，对混合的土壤样本进行压片，得到一定形状、一定面积的第二土壤压片。此处可以使用电动混匀仪对土壤样本与透射样品进行混合。
其中，透射样品是具有红外高透过率的材料。例如，透射样品可选用溴化钾（KBr）、硒化锌（ZnSe）、硫化镉（CdS）或氟化钙（CaF2）等，本发明对此不做限制。
其中，土壤样本与透射样品混合的预设比例可以根据研究目的、土壤理化特性、透射样品的种类等因素综合确定。
以KBr作为透射样品为例，土壤样本与KBr混合的预设比例可以选择1:50至1:100这一范围内的任一比例。
例如，使用电子秤取1g过筛、风干后的土壤样本，设置压片工具的固定压力和压片时间，制备得到直径为10mm、形状为薄圆柱片的第二土壤压片后。
例如，设土壤与KBr的比例设为1:50，使用电子秤取0.02g过筛、风干后的土壤样本，取1g的KBr粉末，将两者进行混合后，设置压片工具的固定压力和压片时间，并最终得到直径为10mm、形状为薄圆柱片的第二土壤压片。
在另一实施例中，预先构建土壤中无机碳总含量与碳酸盐含量之间的比例模型。在根据第二土壤压片的分子吸收光谱确定待测土壤中的无机碳含量时，考虑土壤中碳酸盐含量与无机碳总含量之间的比例差值并进行换算，从而更精确地确定待测土壤中的无机碳含量。
步骤103：根据所述总碳含量和所述无机碳含量之间的差值，确定所述待测土壤中的有机碳含量。
土壤有机质是指土壤中所有含碳的有机物质，而土壤中的碳是有机碳和无机碳的总和。
目前基于化学氧化和热氧化作用测量土壤总碳含量和有机碳含量通常采用干烧法（一般采用>1000度的高温）或重铬酸盐氧化还原比色，但这一方法时间长，测量效率低，氧化还原反应需要加入大量的化学试剂，且存在重金属元素铬（Cr）二次污染风险。
而本发明利用土壤中总碳含量等于有机碳含量和无机碳含量之和的原理，根据第一土壤压片中碳元素的原子发射光谱检测土壤总碳含量，根据第二土壤压片中无机碳分子的分子吸收光谱检测土壤无机碳含量，将总碳含量和无机碳含量之间的差值确定为待测土壤中的有机碳含量，具有样本处理简单、检测速度快、无需复杂化学试剂参与，可有效避免实验废弃物污染环境的优势。
步骤104：根据所述有机碳含量，确定所述待测土壤中的有机质含量。
土壤有机质中的碳含量就是土壤有机碳，土壤有机质和土壤有机碳两者之间存在换算关系，即土壤有机质与土壤有机碳的比值为待测土壤的含碳比。
例如，采用“Van Bemmelen因数”来确定土壤有机质和土壤有机碳两者之间的换算关系，即假设待测土壤的含碳比为58%，可以通过以下计算公式计算确定待测土壤中的有机质含量：
；
其中，TOM为待测土壤中的有机质含量，C Total 为待测土壤的总碳含量，C Inorganic 为待测土壤的有机碳含量，1.724为待测土壤含碳比的倒数的近似值。
与近红外光谱检测方法相比，本发明所选取的光谱特征波段明确，带宽窄，避免了使用化学计量学进行特征波段筛选以及不同土壤基体效应对模型迁移性和传递性的影响。
此外，本发明设计的检测方法样本用量少、反应截面小、特征光谱带宽窄，可以有效抑制土壤质地、类型、基体效应对检测结果准确性的影响。
本发明提供的土壤有机质检测方法，基于碳元素和无机碳分别在原子发射光谱和分子吸收光谱上所呈现的明确特性，通过将原子发射光谱和分子吸收光谱技术联用，以不同光源对不同土壤压片进行烧蚀或照射，获取土壤中的总碳含量和无机碳含量，计算得到有机质含量，针对不同区域的土壤，无需依赖大量样本构建有机质含量反演模型，提高了检测方法的普适性和移植性，降低了土壤有机质检测的时间成本和人力成本。
图4是本发明提供的土壤总碳含量检测方法的流程示意图，作为一种可选的实施例，如图4所示，本发明包括但不限于以下步骤：
所述根据第一土壤压片的原子发射光谱，确定待测土壤中的总碳含量，具体包括：
利用脉冲激光烧蚀所述第一土壤压片，将所述第一土壤压片中的土壤颗粒激发成跃迁的高温等离子体；
采集所述高温等离子体降温回落过程中产生的所述原子发射光谱；
从所述原子发射光谱中提取出碳元素特征谱线强度；
将所述碳元素特征谱线强度输入预先构建的总碳含量定量模型，获取所述总碳含量定量模型输出的所述总碳含量。
具体地，脉冲激光输出装置设置固定的输出能量和聚焦面积，输出一定波长和能量的脉冲激光，脉冲激光通过聚焦透镜聚焦在第一土壤压片表面，对第一土壤压片进行烧蚀，从而将第一土壤压片中的土壤颗粒激发成跃迁的高温等离子体。
光谱采集装置对跃迁的高温等离子体在降温回落过程中产生的原子发射光谱进行采集，在装置界面上输出并显示光谱采集装置采集到的原子发射光谱，此时的原子发射光谱中包含有不同元素的特征谱线。然后，从中提取出第一土壤压片的碳元素特征谱线强度，并将该碳元素特征谱线强度输入至预先构建的总碳含量定量模型，最后获取总碳含量定量模型输出的待测土壤的总碳含量。
图5是本发明提供的原子发射光谱的示例图，以图5所示为例，脉冲激光输出装置以1064nm为出射波长发射脉冲激光，脉冲激光烧蚀第一土壤压片后，将第一土壤压片中的土壤颗粒激发成跃迁的高温等离子体，光谱采集装置高温等离子体在降温回落过程中产生的原子发射光谱进行采集，形成如图5所示的原子发射光谱。其中，原子发射光谱上247.8nm处的特征谱线为碳元素的特征谱线。
其中，总碳含量定量模型是对碳元素特征谱线强度与碳元素总含量之间关系的描述。
预先构建总碳含量定量模型时，采集多个碳元素总含量已知的、呈现一定梯度的土壤样品，使用上述原子发射光谱法获取多个样品的原子发射光谱，并提取碳元素特征谱线强度。将每个样品的碳元素特征谱线强度与对应的碳元素含量进行关联，并采用线性回归、多项式回归或其他回归方法来拟合这些数据点，从而建立一个总碳含量定量模型。
图6是本发明提供的总碳含量定量模型的示例图，以图6所示为例，采集多个碳元素总含量已知的、呈现一定梯度的土壤样品，使用上述原子发射光谱法获取多个样品的原子发射光谱，将各原子发射光谱上247.8nm处的特征谱线强度作为碳元素的特征谱线强度，将每个样品的碳元素特征谱线强度与对应的碳元素浓度量进行关联，最终确定如图6所示的总碳含量定量模型。
在一实施例中，原子发射光谱的测量系统具体包括但不限于脉冲激光输出装置、聚焦透镜、收集光纤、光谱仪等等。
在一实施例中，光谱采集装置在采集原子发射光谱时，还会对激光器激发时间、吹扫气体吹扫时间、光谱信号采集时间及其触发顺序进行记录。
在另一实施例中，脉冲激光烧蚀第一土壤压片的表面后，光谱采集装置延时一定时间再采集高温等离子体降温回落的原子发射光谱，从而获得无背景光干扰的第一土壤压片原子发射光谱信号。
例如，在脉冲激光烧蚀第一土壤压片数微秒至数百微秒后，光谱采集装置再采集高温等离子体降温回落的原子发射光谱。具体地，光谱采集装置的延时时间可以是3μs、5μs、30μs、50μs、300μs、500μs等等，具体的延时时间可根据激光器激发时间、光谱信号采集时间及其触发顺序等因素确定。
在另一实施例中，采用多次采样平均的方法，移动脉冲激光输出装置在第一土壤压片表面的烧蚀点，使脉冲激光输出装置在第一土壤压片表面的不同位置将土壤颗粒激发成跃迁的高温等离子体，光谱采集装置采集得到多条不同位置的高温等离子体在降温回落过程中产生的原子发射光谱。然后，对采集的多条原子发射光谱进行基线校正并去掉异常光谱，从而得到第一土壤压片的团子发射光谱。从中提取出第一土壤压片的碳元素特征谱线强度，并将该碳元素特征谱线强度输入至预先构建的总碳含量定量模型，最后获取总碳含量定量模型输出的待测土壤的总碳含量。
本发明通过采用多次采样平均的方法对第一土壤压片表面进行多次烧蚀，并对采集的原子发射光谱进行基线校正并去掉异常光谱，从而避免了土壤总碳含量检测中的随机误差以及因样本不均匀导致的测量误差。
其中，移动脉冲激光输出装置在第一土壤压片表面的烧蚀点，具体可以是通过水平移动脉冲激光输出装置，或者水平移动第一土壤压片，或者第一土壤压片跟随样本移动平台在水平方向移动，本发明对此不做限定。
图7是本发明提供的脉冲激光烧蚀第一土壤压片的示意图，如图7所示，第一土壤压片51上的点是脉冲激光的烧蚀点，箭头示意脉冲激光烧蚀第一土壤压片51的方向为从左到右、从上至下。
结合以下实施例对这一步骤做如下说明：用1g过筛、风干后的土壤样品制备第一土壤压片51，其形状为直径10mm的薄圆柱片，使用脉冲激光输出装置输出脉冲激光，根据从左到右、从上至下的方式连续对第一土壤压片51的16个不同表面位置进行烧蚀，在脉冲激光烧蚀第一土壤压片数微秒至数百微秒后，光谱采集装置再采集高温等离子体降温回落的原子发射光谱，获得无背景光干扰的第一土壤压片光谱信号。对获取的多条原始原子发射光谱进行基线校正并去掉异常光谱，最后将碳元素对应发射谱线位置的光谱强度带入总碳含量定量模型，获得总碳含量。
本发明提供的土壤有机质检测方法，通过激发土壤颗粒跃迁到高能态的高温等离子体，采集高温等离子体降温回落过程中产生的原子发射光谱，根据碳元素特征谱线强度即可得到土壤的总碳含量，仅仅根据碳元素特征谱线强度与含量的关系即可获取土壤的总碳含量，不仅可以快速、高效、准确获取土壤的总碳含量，增强了检测方法的适用性和移植性，大大降低了检测的时间成本和人力成本。
基于上述实施例，作为一种可选的实施例，在利用脉冲激光烧蚀所述第一土壤压片的过程中，向烧蚀点周围吹扫惰性气体。
其中，惰性气体也即惰性保护气体，包括但不限于氦气、氩气等等。
利用脉冲激光烧蚀第一土壤压片时，脉冲激光会同时激发空气环境中的CO2等含碳物质，此时向烧蚀点周围吹扫惰性保护气体，隔绝空气环境中CO2等含碳物质与第一土壤压片、脉冲激光的接触，使脉冲激光只激发第一土壤压片中的碳元素，而不会同步激发空气中的CO2等含碳物质，获取到仅由第一土壤压片中的碳元素组成的原子发射光谱，排除了空气中环境气体对检测结果的干扰，提高了检测准确度。另外，通过向烧蚀点周围吹扫惰性气体，还可以有效地防止烧蚀过程中爆炸事件的发生，可有效保证人员、物品的安全。
图8是本发明提供的土壤总碳含量检测方法的工作示意图，如图8所示，脉冲激光输出装置11设置于第一土壤压片51上方，第一土壤压片51放置在样本移动平台40上方，保护气体吹扫装置20设置在脉冲激光输出位置的侧方，光谱采集装置31以相对于平面的一定角度设置在第一土壤压片51上方。
本发明的土壤总碳含量检测方法在工作时，脉冲激光输出装置11向下输出一定波长和能量的脉冲激光，脉冲激光通过聚焦透镜（途中为示出）聚焦在第一土壤压片51表面，对第一土壤压片51进行烧蚀，从而将第一土壤压片51中的土壤颗粒激发成跃迁的高温等离子体。同时，保护气体吹扫装置20向烧灼点周围吹扫惰性保护气体。
光谱采集装置31对跃迁的高温等离子体在降温回落过程中产生的原子发射光谱进行采集，在装置界面上输出并显示光谱采集装置采集到的原子发射光谱，此时的原子发射光谱中包含有不同元素的特征谱线。然后，从中提取出第一土壤压片的碳元素特征谱线强度，并将该碳元素特征谱线强度输入至预先构建的总碳含量定量模型，最后获取总碳含量定量模型输出的待测土壤的总碳含量。
图9是本发明提供的土壤无机碳含量漫反射检测方法的流程示意图，作为一种可选的实施例，如图9所示，本发明包括但不限于以下步骤：
利用宽带红外光源照射所述第二土壤压片，采集经过所述第二土壤压片反射回的漫反射光的分子吸收光谱；
通过空白样本获得背景光谱，以利用所述分子吸收光谱和所述背景光谱计算到所述分子吸收光谱的吸光度曲线；
在所述吸光度曲线上，根据所述待测土壤中的无机碳成分所对应的特征频带，获取到所述特征频带处对应的吸光度；
将所述吸光度输入预先构建的第一无机碳含量定量模型，获取所述第一无机碳含量定量模型输出的所述无机碳含量。
其中，宽带红外光源的波长为400cm-1~4000cm-1。
具体地，本发明提供了一种采用漫反射方式检测土壤无机碳含量的方法。首先，红外宽带光源发出宽带红外光从相对于平面的一定角度照射第二土壤压片，宽带红外光经过第二土壤压片，得到经过第二土壤压片反射回的漫反射光，使用与红外宽带光源相对设置的第一红外探测光谱仪对漫反射光的分子吸收光谱进行采集。
根据该第二土壤压片的光谱和预先测定的空白样本的背景光谱，利用琅勃比尔定律确定第二土壤压片的分子吸收光谱的吸光度曲线，根据待测土壤中的无机碳成分在该吸光度曲线上的特征频带，以获取待测土壤中的无机碳成分的吸光度，将该吸光度输入预先构建的第一无机碳含量定量模型，并由该第一无机碳含量定量模型输出无机碳含量。
根据琅勃比尔定律计算吸光度的公式如下：
，
其中，Absorbance为吸光度值，I 0 为入射光强，I 1 为出射光强。
其中，第一无机碳含量定量模型是对无机碳的吸光度与含量之间关系的描述。
构建第一无机碳含量定量模型的过程可以是：先采集多个已知无机碳含量的样品，使用上述任一实施例所提供的获取分子吸收光谱的漫反射方法以获取每个样品的分子吸收光谱，并提取分子吸收光谱的吸光度曲线。确定该批样品的无机碳成分在吸光度曲线中的特征频带，以将每个样品的吸光度特征频带与对应的无机碳含量进行关联，并采用线性回归、多项式回归或其他回归方法来拟合这些数据点，从而得到第一无机碳含量定量模型。
其中，空白样本是指无土壤样本的透射样品压片，其制作方法与前述制作第一土壤压片、第二土壤压片的方法相同。
例如，以KBr作为透射样品制作空白样本，需要使用电子秤取1g的KBr粉末，设置压片工具的固定压力和压片时间，并最终得到直径为10mm、形状为薄圆柱片的空白样本。
在预先确定背景光谱时，采用上述获取分子吸收光谱的漫反射方法，获取无土壤样本的空白样本的分子吸收光谱，并作为背景光谱。
在一实施例中，待测土壤中无机碳成分所对应的特征频带为红外波段1300cm-1~1600cm-1处。
图10是本发明提供的碳酸盐红外特征光谱的示意图，如图10所示，以碳酸盐为主要成分的无机碳在红外波段1300cm-1~1600cm-1处（即虚线框内）具有显著特征，且在1450cm-1处特征最为显著。
图11是本发明提供的土壤无机碳含量漫反射检测方法的工作示意图，如图11所示，第二土壤压片52放置在样本基板60上，红外宽带光源12以相对于平面的一定角度设置在第二土壤压片52的左上方，第一红外探测光谱仪32以相对于平面的一定角度设置在第二土壤压片52的左上方。
本发明的土壤无机碳含量漫反射检测方法在工作时，红外宽带光源12发出宽带红外光照射第二土壤压片52，宽带红外光经过第二土壤压片52，得到经过第二土壤压片52反射回的漫反射光，第一红外探测光谱仪32对漫反射光的分子吸收光谱进行采集，并在装置界面上输出并显示第一红外探测光谱仪32采集到的漫反射光的分子吸收光谱。
根据第二土壤压片52的分子吸收光谱和预先测定的空白样本的背景光谱，利用琅勃比尔定律确定第二土壤压片52的分子吸收光谱的吸光度曲线，确定待测土壤中的无机碳成分在该吸光度曲线上的特征频带，以获取待测土壤中的无机碳成分的吸光度。将该吸光度输入预先构建的第一无机碳含量定量模型，并由该第一无机碳含量定量模型输出无机碳含量。
本发明提供的土壤有机质检测方法，通过采集土壤压片的漫反射光的分子吸收光谱，根据无机碳成分所对应的特征频带获取吸光度，根据无机碳特征频带吸光度即可得到土壤的无机碳含量，且仅根据吸光度与含量的关系即可获取土壤的无机碳含量，不仅可以快速、高效、准确获取土壤的无机碳含量，还增强了检测方法的适用性和移植性，大大降低了检测的时间成本和人力成本。
本发明在检测土壤的无机碳含量时，不仅提供上述任一实施例中的漫反射检测方式，还提供另一种并列的透射检测方式。
图12是本发明提供的土壤无机碳含量透射检测方法的流程示意图，作为另一种可选的实施例，如图12所示，本发明包括但不限于以下步骤：
所述根据第二土壤压片的分子吸收光谱，确定待测土壤中的无机碳含量，具体包括：
确定所述待测土壤中的无机碳成分所对应的特征波段；
控制可调谐激光器生成能够覆盖所述特征波段的连续窄带红外激光照射所述第二土壤压片；
采集经过所述第二土壤压片透射出的透射激光的分子吸收光谱；
确定所述分子吸收光谱中在所述特征波段范围内的吸收光谱强度；
将所述吸收光谱强度输入至预先构建的第二无机碳含量定量模型，获取所述第二无机碳含量定量模型输出的所述无机碳含量。
其中，可调谐激光器也称波长连续可调谐激光器，配置有激光器控制器，激光器控制器可以调整可调谐激光器的驱动电流和工作温度，从而调整可调谐激光器输出的激光的波长。基于该工作原理，可调谐激光器可以输出特定波长波段的激光，也即可以生成能够覆盖无机碳成分所对应的特征波段的连续窄带红外激光。
具体地，可调谐激光器可以是量子级联激光器（Quantum Cascade Laser，QCL）。
具体地，本发明提供了一种采用透射方式检测土壤无机碳含量的方法：
首先，根据无机碳酸盐的特征波段选择可以覆盖此波段的连续可调谐激光器。然后，控制可调谐激光器生成能够覆盖前述特征波段的连续窄带红外激光，并发出连续窄带红外激光照射第二土壤压片，连续窄带红外激光穿过第二土壤压片，并透射出经过第二土壤压片的透射激光。
使用与可调谐激光器相对设置的第二红外探测光谱仪对透射激光的分子吸收光谱进行采集，并在装置界面上输出并显示第二红外探测光谱仪采集到的透射激光的分子吸收光谱，从中提取出待测土壤中的无机碳成分所对应特征波段的吸收光谱强度，将该吸收光谱强度输入至预先构建的第二无机碳含量定量模型，并由该第二无机碳含量定量模型输出的所述无机碳含量。
其中，第二无机碳含量定量模型是对无机碳的吸收光谱强度与含量之间关系的描述。
下面提供一种构建第二无机碳含量定量模型的具体实施方式：采集一批已知无机碳含量的样品，使用上述获取分子吸收光谱的透射方法获取该批样品的分子吸收光谱，提取分子吸收光谱中无机碳特征波段的吸收光谱强度。将每个样品的吸收光谱强度与对应的无机碳含量进行关联，并采用线性回归、多项式回归或其他回归方法来拟合这些数据点，从而得到第二无机碳含量定量模型。
图13是本发明提供的土壤无机碳含量透射检测方法的工作示意图，如图13所示，第二土壤压片52竖直放置，可调谐激光器13设置在第二土壤压片52的正左方，可调谐激光器13与激光器控制器70连接，第二红外探测光谱仪33设置在第二土壤压片52的正右方。
本发明的土壤无机碳含量透射检测方法在工作时，可调谐激光器13生成能够覆盖前述特征波段的连续窄带红外激光，并发出连续窄带红外激光照射第二土壤压片52，其中箭头a是连续窄带红外激光的输出方向。连续窄带红外激光穿过第二土壤压片52后，透射出经过第二土壤压片52的透射激光，其中箭头a’是透射激光的输出方向。
第二红外探测光谱仪33对透射激光的分子吸收光谱进行采集，并在装置界面上输出并显示采集到的透射激光的分子吸收光谱，从中提取出待测土壤中的无机碳成分所对应特征波段的吸收光谱强度，将该吸收光谱强度输入至预先构建的第二无机碳含量定量模型，并由该第二无机碳含量定量模型输出的所述无机碳含量。
与漫反射光谱相比，采用可调谐激光红外光源的透射式分子吸收光谱检测方法，可以不依赖于空白样本的背景光谱进行直接测量，通过光谱仪获得的光强直接反映无机碳含量，同时，可调谐连续波长扫描激光器相比于普通宽带红外光源，带宽更窄、能量更高，相应地获得的光谱信号强度更强，故检测的灵敏度更高。加之激光光源功率高，相比普通红外陶瓷光源，光强更强，故其可以穿过更厚的土壤样本。换言之，采用本发明提供的土壤无机碳含量透射检测方法，可以参与红外吸收的土壤样本量更多、光程更长，能起到信号增强的作用，且可调谐波长扫描激光器带宽更窄，在一定程度上排除了土壤中其他组分的光谱干扰。
综上所述，本发明提供的土壤有机质检测方法，使用可调谐激光器和激光透射的方法检测土壤无机碳含量，不需要进行空白样本的背景光谱测量，可以直接使用光谱强度反应无机碳含量，减少了操作步骤，且可调谐激光器带宽更窄，分辨率高，在一定程度上排除了土壤中其他组分的光谱干扰。
图14是本发明提供的土壤有机质检测装置的结构示意图，如图14所示，本发明包括但不限于：
总碳含量检测单元901，用于根据第一土壤压片的原子发射光谱，确定待测土壤中的总碳含量；所述第一土壤压片是对待测土壤进行取样后制备得到的；
无机碳含量检测单元902，用于根据第二土壤压片的分子吸收光谱，确定待测土壤中的无机碳含量；所述第二土壤压片是对所述待测土壤进行取样后并混合预设比例的透射样品后制作得到的；
有机碳含量确定单元903，用于根据所述总碳含量和所述无机碳含量之间的差值，确定所述待测土壤中的有机碳含量；
有机质含量确定单元904，用于根据所述有机碳含量，确定所述待测土壤中的有机质含量。
需要说明的是，本发明提供的土壤有机质检测装置，在具体运行时，可以执行上述任一实施例所述的土壤有机质检测方法，对此本实施例不作赘述。
本发明提供的土壤有机质检测装置，基于碳元素和无机碳分别在原子发射光谱和分子吸收光谱上所呈现的明确特性，通过将原子发射光谱和分子吸收光谱技术联用，以不同光源对不同土壤压片进行烧蚀或照射，获取土壤中的总碳含量和无机碳含量，计算得到有机质含量，针对不同区域的土壤，无需依赖大量样本构建有机质含量反演模型，提高了检测方法的普适性和移植性，降低了土壤有机质检测的时间成本和人力成本。
本发明还提供一种土壤有机质检测系统，包括但不限于：
脉冲激光输出装置11，用于输出脉冲激光；
聚焦透镜，用于对所述脉冲激光进行聚焦后完成对第一土壤压片51的烧蚀；
保护气体吹扫装置20，用于所述第一土壤压片51的烧蚀点周围吹扫惰性气体；
与所述脉冲激光输出装置相对设置的光谱采集装置31，用于采集第一土壤压片51中的土壤颗粒激发成跃迁的高温等离子体后所产生的原子发射光谱；
样本移动平台40，用于承载所述第一土壤压片51，并通过控制所述第一土壤压片在不同方向上的移动，实现对所述脉冲激光的烧蚀点的调整；
红外宽带光源12，用于输出宽带红外光至第二土壤压片52；
与所述红外宽带光源相对设置的第一红外探测光谱仪32，用于采集经过所述第二土壤压片52反射回的漫反射光的分子吸收光谱。
其中，脉冲激光输出装置11包括但不限于等离子体发射光谱检测装置、Nd:YAG的调Q激光器等等。
其中，红外宽带光源12包括但不限于：碳化硅棒红外宽带光源、陶瓷棒红外宽带光源等，本发明对此不做限制。
其中，第一红外探测光谱仪32可以为傅里叶变换红外光谱仪（Fourier TransformInfrared Spectrometer，FTIR Spectrometer）。
需要说明的是，本发明提供的土壤有机质检测系统，在具体运行时，可以实现本发明提供的土壤有机质检测方法，对此本实施例不作赘述。
本发明提供的土壤有机质检测系统，基于碳元素和无机碳分别在原子发射光谱和分子吸收光谱上所呈现的明确特性，通过将原子发射光谱和分子吸收光谱技术联用，以不同光源对不同土壤压片进行烧蚀或照射，获取土壤中的总碳含量和无机碳含量，计算得到有机质含量，针对不同区域的土壤，无需依赖大量样本构建有机质含量反演模型，提高了检测方法的普适性和移植性，降低了土壤有机质检测的时间成本和人力成本。
基于上述实施例，作为一种可选的实施例，土壤有机质检测系统还包括：
配置有激光器控制器70的可调谐激光器13，用于生成能够覆盖无机碳成分所对应的特征波段的连续窄带红外激光；
与所述可调谐激光器13相对设置的第二红外探测光谱仪33，用于采集经过所述第二土壤压片52透射出的透射激光的分子吸收光谱。
其中，包括但不限于可调谐连续波长扫描激光器。
基于上述实施例，作为一种可选的实施例，土壤有机质检测系统还包括：第二土壤压片52的基板为高反射率基板62。
一般来说，第二土壤压片52的基板为玻璃片、塑料片、聚合物薄膜等普通基板，普通基板基本无红外光反射能力，宽带红外光会直接穿过普通基板。因此，第一红外探测光谱仪32接收到的信号为第二土壤压片52的漫反射信号，无红外光谱特征增强效果。
然而，与普通基板相比，使用高反射率基板62作为第二土壤压片52的基板，可以将宽带红外光入射第二土壤压片52后透过的光再次进行反射，并再次经过第二土壤压片52，从而增加宽带红外光与第二土壤压片52的作用范围和光程，即增强了样本红外光谱吸收特征。
在一些实施例中，高反射率基板62为高纯度镀金板，其红外反射率可达到0.95以上。
图15是本发明提供的第二土壤压片基板为普通基板的漫反射光方向示意图，如图15所示，a为宽带红外光及其方向，b为宽带红外光穿过普通基板61后的透射光及其方向，c为宽带红外光照射第二土壤压片52后的漫反射光及其方向。
图16是本发明提供的第二土壤压片基板为高反射率基板的漫反射光方向示意图，如图16所示，a为宽带红外光及其方向，b’为宽带红外光穿过第二土壤压片52后被高反射率基板62反射、再次经过第二土壤压片52后的反射光及其方向，c’为宽带红外光照射第二土壤压片52后的漫反射光及其方向。
综合图15和图16所示，在使用高反射率基板62作为第二土壤压片52的基板后，宽带红外光可以两次透过第二土壤压片52，从而增加了宽带红外光与第二土壤压片52的作用范围和光程，并增强了第二土壤压片52的分子吸收光谱特征。
本发明提供的土壤有机质检测系统，使用高反射率基板反射透过第二土壤压片的宽带红外光，宽带红外光得以两次透过第二土壤压片，使第二土壤压片的分子吸收光谱在特征上更为明显，从而提高了土壤无机碳含量和有机质含量的检测灵敏度。
最后，为了更好说明本发明提供的土壤有机质检测方法、装置及其系统的工作流程，举一具体实施例进行详细说明。
图17是本发明提供的土壤有机质检测方法的完整工作流程图，如图17所示，检测土壤有机质主要由制作土壤压片、检测总碳含量、检测无机碳含量、确定有机碳含量、确定有机质含量几个步骤。
首先，制作土壤压片需要在指定的位置挖取原始土壤样本，过8目筛，去除大颗粒、石籽和落叶草根等杂质。然后将过筛后的土壤样本自然风干，降低水分，再过60目筛得到小颗粒均匀土壤粉末。
使用称量天平称取2g的小颗粒均匀土壤粉末，使用自动压片机制作直径10mm、形状为薄圆柱片的第一土壤压片，该第一土壤压片用于土壤总碳含量检测。
另外使用称量天平称取0.04g的小颗粒均匀土壤粉末与2g的KBr粉末混合均匀后，使用自动压片机制作直径10mm、形状为薄圆柱片的第二土壤压片，该第二土壤压片用于检测土壤无机碳含量。
然后，检测总碳含量需要将第一土壤压片放置在总碳含量检测装置的样本移动平台上，使用的脉冲激光输出装置为Nd:YAG的调Q激光器，脉冲激光的出射波长为1064nm，调整激光器，将脉冲激光光束焦点聚焦到第一土壤压片表面进行烧蚀，将第一土壤压片中的土壤颗粒激发成跃迁的高温等离子体，光谱采集装置的收集光纤位于样本移动平台上方并与水平方向呈45°角采集高温等离子体降温回落过程中产生的光信号，从而形成原子发射光谱。
在激光器发射脉冲激光烧蚀土壤样本的同时，控制保护气体吹扫释放，将烧蚀位置周围的环境气体“清空”，从而保证激光烧蚀产生的原子发射光谱均由第一土壤压片产生，且能够一定程度上预防爆炸事件的发生。
此外，光谱采集装置在采集原子发射光谱时，还会对激光器激发时间、吹扫气体吹扫时间、光谱信号采集时间及其触发顺序进行记录。
利用光谱采集装置的分析组件提取碳元素在原子发射光谱上247.8nm处的特征谱线强度，将该碳元素特征谱线强度代入总碳含量定量模型，计算待测土壤对应的总碳含量C Total 。
本发明还提供一种检测无机碳含量的检测方法，可以采用以下三种方式中的任一种：
一是，采用普通的漫反射检测方法，主要包括：将第二土壤压片放置在普通基板上，利用红外宽带光源发出的宽带红外光从相对于平面的一定角度照射第二土壤压片，与红外宽带光源相对设置的第一红外探测光谱仪，从一定角度采集宽带红外光经过第二土壤压片后的漫反射光的分子吸收光谱。
在获得漫反射光的分子吸收光谱后，提取漫反射光的分子吸收光谱在红外波段1300cm-1~1600cm-1处的吸光度值，代入预先根据前述步骤获得的相应波段吸光度，建立的第一无机碳含量定量模型，从而获得第二土壤压片的无机碳含量C Inorganic 。
二是，采用增强的漫反射检测方法，与上述普通漫反射检测方法相比，两者最大的区别是将第二土壤压片放置在高反射率基板上，其余获得第二土壤压片无机碳含量C Inorganic 的步骤与普通漫反射检测方法无异。
三是，采用透射检测方法，包括：先确定待测土壤中的无机碳成分，并确定待测土壤中无机碳成分所对应的特征波段，在实际检测中可调谐激光器仅发射该对应特征波段的连续窄带红外激光，对第二土壤压片进行照射。
第二红外探测光谱仪对经过第二土壤压片透射出的透射激光的分子吸收光谱进行采集，从中提取出待测土壤中的已经确定的无机碳成分所对应特征波段的吸收光谱强度，将该吸收光谱强度输入至预先构建的第二无机碳含量定量模型，并由该第二无机碳含量定量模型输出的所述无机碳含量C Inorganic 。
将前述检测的总碳含量C Total 减去无机碳含量C Inorganic ，从而计算确定待测土壤有机碳含量C Organic ，最后将有机碳含量C Organic 乘上系数1.724，从而得到待测土壤有机质含量C som 。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (11)
1.一种土壤有机质检测方法，其特征在于，包括：
根据第一土壤压片的原子发射光谱，确定待测土壤中的总碳含量；所述第一土壤压片是对待测土壤进行取样后制备得到的；
根据第二土壤压片的分子吸收光谱，确定待测土壤中的无机碳含量；所述第二土壤压片是对所述待测土壤进行取样后并混合预设比例的透射样品后制作得到的；
根据所述总碳含量和所述无机碳含量之间的差值，确定所述待测土壤中的有机碳含量；
根据所述有机碳含量，确定所述待测土壤中的有机质含量。
2.根据权利要求1所述的土壤有机质检测方法，其特征在于，所述根据第一土壤压片的原子发射光谱，确定待测土壤中的总碳含量，具体包括：
利用脉冲激光烧蚀所述第一土壤压片，将所述第一土壤压片中的土壤颗粒激发成跃迁的高温等离子体；
采集所述高温等离子体降温回落过程中产生的所述原子发射光谱；
从所述原子发射光谱中提取出碳元素特征谱线强度；
将所述碳元素特征谱线强度输入预先构建的总碳含量定量模型，获取所述总碳含量定量模型输出的所述总碳含量。
3.根据权利要求2所述的土壤有机质检测方法，其特征在于，在利用脉冲激光烧蚀所述第一土壤压片的过程中，向烧蚀点周围吹扫惰性气体。
4.根据权利要求1所述的土壤有机质检测方法，其特征在于，所述根据第二土壤压片的分子吸收光谱，确定待测土壤中的无机碳含量，具体包括：
利用宽带红外光源照射所述第二土壤压片，采集经过所述第二土壤压片反射回的漫反射光的分子吸收光谱；
通过空白样本获得背景光谱，以利用所述分子吸收光谱和所述背景光谱计算到所述分子吸收光谱的吸光度曲线；
在所述吸光度曲线上，根据所述待测土壤中的无机碳成分所对应的特征频带，获取到所述特征频带处对应的吸光度；
将所述吸光度输入预先构建的第一无机碳含量定量模型，获取所述第一无机碳含量定量模型输出的所述无机碳含量；
所述宽带红外光源的波长为400cm-1~4000cm-1。
5.根据权利要求1所述的土壤有机质检测方法，其特征在于，所述根据第二土壤压片的分子吸收光谱，确定待测土壤中的无机碳含量，具体包括：
确定所述待测土壤中的无机碳成分所对应的特征波段；
控制可调谐激光器生成能够覆盖所述特征波段的连续窄带红外激光照射所述第二土壤压片；
采集经过所述第二土壤压片透射出的透射激光的分子吸收光谱；
确定所述分子吸收光谱中在所述特征波段范围内的吸收光谱强度；
将所述吸收光谱强度输入至预先构建的第二无机碳含量定量模型，获取所述第二无机碳含量定量模型输出的所述无机碳含量。
6.根据权利要求5所述的土壤有机质检测方法，其特征在于，所述特征波段为1300cm-1至1600cm-1。
7.根据权利要求1所述的土壤有机质检测方法，其特征在于，所述根据所述有机碳含量，确定所述待测土壤中的有机质含量，包括：
将所述有机碳含量输入至预先构建好的有机质含量定量模型，获取所述有机质含量定量模型输出的所述有机质含量。
8.一种土壤有机质检测装置，其特征在于，包括：
总碳含量检测单元，用于根据第一土壤压片的原子发射光谱，确定待测土壤中的总碳含量；所述第一土壤压片是对待测土壤进行取样后制备得到的；
无机碳含量检测单元，用于根据第二土壤压片的分子吸收光谱，确定待测土壤中的无机碳含量；所述第二土壤压片是对所述待测土壤进行取样后并混合预设比例的透射样品后制作得到的；
有机碳含量确定单元，用于根据所述总碳含量和所述无机碳含量之间的差值，确定所述待测土壤中的有机碳含量；
有机质含量确定单元，用于根据所述有机碳含量，确定所述待测土壤中的有机质含量。
9.一种土壤有机质检测系统，其特征在于，至少包括权利要求8所述的土壤有机质检测装置，还包括：
脉冲激光输出装置，用于输出脉冲激光；
聚焦透镜，用于对所述脉冲激光进行聚焦后完成对第一土壤压片的烧蚀；
保护气体吹扫装置，用于所述第一土壤压片的烧蚀点周围吹扫惰性气体；
与所述脉冲激光输出装置相对设置的光谱采集装置，用于采集第一土壤压片中的土壤颗粒激发成跃迁的高温等离子体后所产生的原子发射光谱；
样本移动平台，用于承载所述第一土壤压片，并通过控制所述第一土壤压片在不同方向上的移动，实现对所述脉冲激光的烧蚀点的调整；
红外宽带光源，用于输出宽带红外光至第二土壤压片；
与所述红外宽带光源相对设置的第一红外探测光谱仪，用于采集经过所述第二土壤压片反射回的漫反射光的分子吸收光谱。
10.根据权利要求9所述的土壤有机质检测系统，其特征在于，还包括：
配置有激光器控制器的可调谐激光器，用于生成能够覆盖无机碳成分所对应的特征波段的连续窄带红外激光；
与所述可调谐激光器相对设置的第二红外探测光谱仪，用于采集经过所述第二土壤压片透射出的透射激光的分子吸收光谱。
11.根据权利要求9所述的土壤有机质检测系统，其特征在于，所述第二土壤压片的基板为高反射率基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311789117.8A CN117491343B (zh) | 2023-12-25 | 2023-12-25 | 土壤有机质检测方法、装置及其系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311789117.8A CN117491343B (zh) | 2023-12-25 | 2023-12-25 | 土壤有机质检测方法、装置及其系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117491343A true CN117491343A (zh) | 2024-02-02 |
| CN117491343B CN117491343B (zh) | 2024-04-16 |
Family
ID=89683259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311789117.8A Active CN117491343B (zh) | 2023-12-25 | 2023-12-25 | 土壤有机质检测方法、装置及其系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117491343B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5461229A (en) * | 1994-06-06 | 1995-10-24 | Unisys Corporation | On-the-go optical spectroscopy soil analyzer |
| CN104198445A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-10 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种基于激光击穿光谱检测土壤成分的移动装置 |
| CN104280512A (zh) * | 2013-07-10 | 2015-01-14 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 | 一种测定土壤中有机质的方法 |
| CN111595806A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-08-28 | 中国农业大学 | 一种利用中红外漫反射光谱监测土壤碳组分的方法 |
| CN114813709A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-07-29 | 华谱智能科技(天津)有限公司 | 土壤成分检测方法、设备及系统 |
| CN115876544A (zh) * | 2022-11-29 | 2023-03-31 | 青岛排水有限公司 | 一种快速测定污泥有机质的方法 |
-
2023
- 2023-12-25 CN CN202311789117.8A patent/CN117491343B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5461229A (en) * | 1994-06-06 | 1995-10-24 | Unisys Corporation | On-the-go optical spectroscopy soil analyzer |
| CN104280512A (zh) * | 2013-07-10 | 2015-01-14 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 | 一种测定土壤中有机质的方法 |
| CN104198445A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-10 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种基于激光击穿光谱检测土壤成分的移动装置 |
| CN111595806A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-08-28 | 中国农业大学 | 一种利用中红外漫反射光谱监测土壤碳组分的方法 |
| CN114813709A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-07-29 | 华谱智能科技(天津)有限公司 | 土壤成分检测方法、设备及系统 |
| CN115876544A (zh) * | 2022-11-29 | 2023-03-31 | 青岛排水有限公司 | 一种快速测定污泥有机质的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117491343B (zh) | 2024-04-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yao et al. | Extracting coal ash content from laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) spectra by multivariate analysis | |
| Corsi et al. | A fast and accurate method for the determination of precious alloys caratage by laser induced plasma spectroscopy | |
| Motto-Ros et al. | Precise alignment of the collection fiber assisted by real-time plasma imaging in laser-induced breakdown spectroscopy | |
| Elhassan et al. | Nanosecond and femtosecond laser induced breakdown spectroscopic analysis of bronze alloys | |
| Barbini et al. | Semi-quantitative time resolved LIBS measurements. | |
| KR101423988B1 (ko) | 레이저 플라즈마 스펙트럼을 이용한 시료 내 측정 대상 원소의 정량 분석 방법 | |
| Barbini et al. | Application of laser-induced breakdown spectroscopy to the analysis of metals in soils | |
| Gonzaga et al. | A compact and low cost laser induced breakdown spectroscopic system: Application for simultaneous determination of chromium and nickel in steel using multivariate calibration | |
| Bousquet et al. | Development of a mobile system based on laser-induced breakdown spectroscopy and dedicated to in situ analysis of polluted soils | |
| Mateo et al. | Characterization of inorganic species in coal by laser-induced breakdown spectroscopy using UV and IR radiations | |
| CN108333171B (zh) | 基于激光诱导击穿光谱检测乳粉中微量元素含量的方法 | |
| JP2007003510A (ja) | 元素分析方法および装置、並びに分析試料作成方法 | |
| CN103822908A (zh) | 一种荧光、拉曼、激光诱导原子发射光谱联用系统 | |
| CN113155809A (zh) | 一种矿石分类与实时定量分析的光谱检测新方法 | |
| Le Drogoff et al. | Influence of the laser pulse duration on spectrochemical analysis of solids by laser-induced plasma spectroscopy | |
| CN108051410A (zh) | 一种基于激光诱导击穿光谱技术的烟草根部镉含量快速检测方法 | |
| Green et al. | Comparison of near-infrared and laser-induced breakdown spectroscopy for determination of magnesium stearate in pharmaceutical powders and solid dosage forms | |
| Yu et al. | Response surface methodology for optimizing LIBS testing parameters: A case to conduct the elemental contents analysis in soil | |
| CN117491343B (zh) | 土壤有机质检测方法、装置及其系统 | |
| CN105431719B (zh) | Libs测量管 | |
| Oh et al. | Preliminary evaluation of laser induced breakdown spectroscopy for slurry samples | |
| CN104515754B (zh) | 激光等离子体谱测量装置 | |
| CN109975275B (zh) | 提高激光诱导击穿光谱测量煤中氮元素精度的方法 | |
| CN110243800B (zh) | 一种生物炭质量产率的检测方法及装置 | |
| Kim et al. | Application of laser-induced breakdown spectroscopy for detecting leakage of boric acid |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |