CN204630915U - 一种多波段土壤氮素检测仪器的辅助测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及光谱检测技术领域，具体涉及了一种多波段土壤氮素检测仪器的辅助测量装置，包括同轴设置的螺旋测微单元、中空腔体和调节套筒；螺旋测微单元同轴设置的测微螺杆、微分筒、固定套管和微调旋钮；螺旋测微单元通过固定套管可拆卸的安装于中空腔体的一端，测微螺杆伸出固定套管的一端插入中空腔体的内腔，中空腔体的另一端上安装用于压实土壤的调节套筒，调节套筒与中空腔体可拆卸连接。本实用新型提供的多波段土壤氮素检测仪器的辅助测量装置，可以为多波段土壤氮素检测仪器提供便携式封闭样品池，并弥补多波段土壤氮素检测仪器测量过程中距土壤表面距离、土壤平整度，以及土壤紧实度等因素对检测仪器测量精度造成严重影响的不足。
Description
技术领域
本实用新型涉及光谱检测技术领域，尤其涉及一种土壤氮素检测仪器辅助装置，更具体地涉及一种基于近红外光谱技术的多波段土壤氮素检测仪器的辅助装置。
背景技术
土壤作为作物生长的主要养分来源，其氮素的高低是决定植株生长水平的关键因素。土壤参数的快速检测是实现精细农业的主要环节，也是实现变量施肥的重要依据。因此，快速准确地测定土壤氮素信息可以客观地评价土壤状况，为耕地资源的开发与利用、管理与保护，尤其是对作物的生产管理提供了科学依据和技术支持。与传统的标准化学分析方法相比，基于光谱学原理的土壤氮素无损检测方法在实时、便捷、低成本等方面均表现出了显著的优势。
目前，应用在土壤光谱信息采集仪器有德国布鲁克公司生产的MATRIX_I型傅里叶变换近红外光谱分析仪，可以直接将少许土样放入样品池中进行测量。光谱仪的光谱测量范围设定为12798～3599cm－1(781～2779nm)；分辨率为4cm－1；波数精度为0.1cm－1，扫描次数为32。该仪器采用主动光源，测量过程中具有稳定性高，精度高等特点，然而由于其体积大，重量约24公斤等特点造成实验场地要求苛刻，因此本仪器尚不适用于野外实时光谱测量实验。
此外，美国Analytical Spectral Devices公司生产的FieldSpec FRPro地物光谱仪，光谱仪波长范围为0.35～2.5μm，波长精度为±1nm。且具有较高的抽样间隔和光谱分辨率,采样速度快，操作简单，存储容量大等特点，是野外光谱测量最理想的选择。该仪器可以用于农作物长势检测以及土壤反射率采集，但是由于属于被动光源检测，受环境影响较大。需要不断检测标准板反射率，如果用于田间现场检测需要配合标准板和电脑，需要2-3人配合使用才能工作。
中国农业大学“现代精细农业系统集成研究”教育部重点实验室先前已成功开发了一款基于近红外光谱技术的多波段土壤氮素检测装置，该装置以LED作为主动光源，测量稳定，体积小，操作简单，可实现土壤氮素实时现场测量。然而在实验过程中发现，该装置测量精度尚未达到理想的要求。分析原因，其中检测仪器与待测土壤表面的距离，待测土壤表面平整程度以及紧实度等因素均对测量结果产生干扰。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型要解决的技术问题是提供了一种多波段土壤氮素检测仪器的辅助测量装置，可以为多波段土壤氮素检测仪器提供便携式封闭样品池，并且弥补多波段土壤氮素检测仪器测量过程中距土壤表面距离、土壤平整度，以及土壤紧实度等因素对检测仪器测量精度造成严重影响的不足。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种多波段土壤氮素检测仪器的辅助测量装置，包括同轴设置的螺旋测微单元、中空腔体和调节套筒；所述螺旋测微单元包括同轴设置的测微螺杆、微分筒、固定套管和微调旋钮，所述测微螺杆依次穿过所述微分筒和固定套管，所述微分筒套设于所述固定套管上，且所述微分筒和所述测微螺杆均可沿所述固定套管的轴向移动，所述微分筒与所述测微螺杆连接，且所述微分筒可带动所述测微螺杆旋转，所述微调旋钮连接所述测微螺杆伸出所述固定套筒的一端，所述微调旋钮可带动所述测微螺杆和微分筒旋转；所述中空腔体为圆筒状，其内腔用于放置待检测土壤，所述螺旋测微单元通过所述固定套管可拆卸的安装于所述中空腔体的一端，所述测微螺杆伸出所述固定套管的一端插入所述中空腔体的内腔，所述中空腔体的另一端上安装用于压实所述土壤的所述调节套筒，所述调节套筒与所述中空腔体可拆卸连接。
进一步的，前述微分筒上沿其周向设有刻度，所述固定套筒上沿其轴向设有刻度。
优选的，前述固定套管与所述中空腔体螺纹连接。
进一步的，前述测微螺杆与所述固定套管螺纹连接。
进一步的，前述调节套筒包括套筒壳体和固定于套筒壳体内的柱体，所述套筒壳体和柱体同轴设置，所述柱体与套筒壳体之间设有环形间隙，所述环形间隙与所述中空腔体相匹配，所述中空腔体插设于所述环形间隙内。
优选的，前述中空腔体与所述套筒壳体通过螺纹连接。
进一步的，前述测微螺杆的表面覆盖钢化玻璃。
(三)有益效果
本实用新型的上述技术方案具有以下有益效果：
本实用新型提供的多波段土壤氮素检测仪器的辅助测量装置，包括螺旋测微单元、中空腔体和调节套筒，可用作土壤氮素检测仪器的样品池，螺旋测微单元可精密调节土壤样本与氮素检测仪器的检测仪器检测面的距离，调节套筒可以有效平整土壤表面以及控制样品紧实度。
本实用新型提供的多波段土壤氮素检测仪器的辅助测量装置，具有体积小，携带方便的优点，可消除土壤光谱检测过程中土样紧实度、表面角度等因素对测量结果的影响，有效地提高多波段土壤氮素检测装置的测量精度。
附图说明
图1为本实用新型多波段土壤氮素检测仪器的辅助测量装置的结构示意图；
图2为本实用新型多波段土壤氮素检测仪器的辅助测量装置的剖视图；
图3为本实用新型中螺旋测微单元的结构示意图。
其中，1：螺旋测微单元；2：中空腔体；3：调节套筒；4：固定套筒；5：测微螺杆；6：微分筒；7：微调旋钮。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。
在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1-2所示，本实施例所述的一种多波段土壤氮素检测仪器的辅助测量装置，包括同轴设置的螺旋测微单元1、中空腔体2和调节套筒3；
如图3所示，螺旋测微单元1包括同轴设置的测微螺杆5、微分筒6、固定套管和微调旋钮7，测微螺杆5依次穿过微分筒6和固定套管，微分筒6套设于固定套管上，且微分筒6和测微螺杆5均可沿固定套管的轴向移动，微分筒6与所述测微螺杆5连接，且微分筒6可带动测微螺杆5旋转，微调旋钮7连接测微螺杆5伸出固定套筒4的一端，微调旋钮7可带动测微螺杆5和微分筒6旋转。测微螺杆5与所述固定套管螺纹连接。微分筒6上沿其周向设有刻度，固定套筒4上沿其轴向设有刻度。测微螺杆5的表面覆盖钢化玻璃，可减少土壤对其磨损腐蚀。
螺旋测微单元1可精密调节土壤样本与氮素检测仪器的检测仪器检测面的距离，其原理与千分尺相同，通过旋转微分筒6，带动测微螺杆5移动，进行粗调，通过旋转微调旋钮7带动测微螺杆5移动，进行精调。粗调时，微分筒6和测微螺杆5一起沿固定套筒4的轴向移动，使微分筒6边缘对应固定套筒4上的刻度发生变化，精调时，微调旋钮7带动测微螺杆5沿固定套筒4的轴向精密移动，微分筒6在测微螺杆5移动的同时旋转，使微分筒6上对应固定套筒4刻度中分线的刻度改变。
中空腔体2为圆筒状，其内腔用于放置待检测土壤，螺旋测微单元1通过固定套管可拆卸的安装于中空腔体2的一端，本实施例中，固定套管与中空腔体2螺纹连接。测微螺杆5伸出固定套管的一端插入中空腔体2的内腔，中空腔体2的另一端上安装用于压实土壤的所述调节套筒3，调节套筒3与中空腔体2可拆卸连接，本实施例中，中空腔体2与套筒壳体通过螺纹连接。
调节套筒3包括套筒壳体和固定于套筒壳体内的柱体，套筒壳体和柱体同轴设置，柱体与套筒壳体之间设有环形间隙，环形间隙与中空腔体2相匹配，中空腔体2插设于环形间隙内。
本实施例在实验过程中，包括如下步骤：
1、将固定套管旋拧于中空腔体2上，使螺旋测微单元1接入，旋转微分筒6，使测微螺杆5伸缩，按需要调整测微螺杆5伸入内腔的长度，以精准调节土壤表面距探测器表面的距离。
2、确定距离后，固定螺旋测微单元1，然后使未连接螺旋测微单元1的一端竖直向上放置，将土壤样本放入中空腔体2的内腔，接入调节套筒3，旋转调节套筒3，将土壤压实，确保土壤表面平整且紧实度统一。
3、固定调节套筒3，翻转中空腔体2，使中空腔体2连接调节套筒3的一端竖直向下设置，卸下螺旋测微单元1，将连接旋转测微单元的该端中空腔体2与多波段土壤氮素检测仪器相连接，形成密闭采样腔体，用作土壤氮素检测仪器的样品池，开始测量。
4、测量后，利用调节套筒3清理中空腔体2内的土壤样本。
本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (7)
1.一种多波段土壤氮素检测仪器的辅助测量装置，其特征在于，包括同轴设置的螺旋测微单元、中空腔体和调节套筒；所述螺旋测微单元包括同轴设置的测微螺杆、微分筒、固定套管和微调旋钮，所述测微螺杆依次穿过所述微分筒和固定套管，所述微分筒套设于所述固定套管上，且所述微分筒和所述测微螺杆均可沿所述固定套管的轴向移动，所述微分筒与所述测微螺杆连接，且所述微分筒可带动所述测微螺杆旋转，所述微调旋钮连接所述测微螺杆伸出所述固定套筒的一端，所述微调旋钮可带动所述测微螺杆和微分筒旋转；所述中空腔体为圆筒状，其内腔用于放置待检测土壤，所述螺旋测微单元通过所述固定套管可拆卸的安装于所述中空腔体的一端，所述测微螺杆伸出所述固定套管的一端插入所述中空腔体的内腔，所述中空腔体的另一端上安装用于压实所述土壤的所述调节套筒，所述调节套筒与所述中空腔体可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的多波段土壤氮素检测仪器的辅助测量装置，其特征在于，所述微分筒上沿其周向设有刻度，所述固定套筒上沿其轴向设有刻度。
3.根据权利要求1所述的多波段土壤氮素检测仪器的辅助测量装置，其特征在于，所述固定套管与所述中空腔体螺纹连接。
4.根据权利要求1所述的多波段土壤氮素检测仪器的辅助测量装置，其特征在于，所述测微螺杆与所述固定套管螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的多波段土壤氮素检测仪器的辅助测量装置，其特征在于，所述调节套筒包括套筒壳体和固定于套筒壳体内的柱体，所述套筒壳体和柱体同轴设置，所述柱体与套筒壳体之间设有环形间隙，所述环形间隙与所述中空腔体相匹配，所述中空腔体插设于所述环形间隙内。
6.根据权利要求5所述的多波段土壤氮素检测仪器的辅助测量装置，其特征在于，所述中空腔体与所述套筒壳体通过螺纹连接。
7.根据权利要求1所述的多波段土壤氮素检测仪器的辅助测量装置，其特征在于，所述测微螺杆的表面覆盖钢化玻璃。
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