KR100295693B1 - One-touch type spectrophotometer for analyzing component of soil - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: Provided is an one touch typed spectrometer for analysing soil to measure of an extinction ratio of soil leachate and calculate or output ingredients automatically by equipping an operating button corresponding to each substance on a keypad. CONSTITUTION: The one touch typed spectrometer comprises: a cell transfer unit for transferring a cell containing soil leachate to a measurement site; an optical system irradiating light to the cell and detecting penetrated light into an electric signal; a spectrum unit for selecting wavelength of light to be irradiated, and a control unit.

Description

토양분석용 원터치식 분광광도계{ONE-TOUCH TYPE SPECTROPHOTOMETER FOR ANALYZING COMPONENT OF SOIL}One-touch spectrophotometer for soil analysis {ONE-TOUCH TYPE SPECTROPHOTOMETER FOR ANALYZING COMPONENT OF SOIL}

본 발명은 시비처방을 위해 토양의 성분을 분석하는데 사용되는 분광광도계로서, 특히 토양의 성분들에 대응한 조작버튼들이 배열되어 있는 키패드(keypad)를 가지고 있고 각 조작버튼의 원터치(one-touch) 조작에 따라 토양의 성분을 자동적으로 분석해 내도록 프로그램화되어 있는 토양분석용 원터치식 분광광도계에 관한 것이다.The present invention is a spectrophotometer used for analyzing soil components for fertilization, in particular, has a keypad on which operation buttons corresponding to the soil components are arranged, and one-touch of each operation button. It is a one-touch spectrophotometer for soil analysis that is programmed to automatically analyze soil components according to manipulation.

작물을 재배할 때 작물이 잘 자라게 할 목적으로 비료를 준다. 비료를 줄 때에는 해당 지역에 있는 토양중 식물양분 함량의 양에 따라 적절한 비료의 선택과 시비량 조절이 필요하며, 이를 위해서는 작물의 양분으로 작용하는 성분인 토양중의 유기물·인산·칼리·칼슘·마그네슘·규산 등 각 성분에 대한 정확한 분석을 통한 시비처방이 우선되어야 하는 것이다.When growing crops, fertilize them for the purpose of growing them well. When giving fertilizer, it is necessary to select the appropriate fertilizer and adjust the fertilizer according to the amount of plant nutrient content in the soil in the area. For this purpose, organic matter, phosphate, calcium, calcium, magnesium in the soil that serve as nutrients of crops · Prescription application through accurate analysis of each component such as silicic acid should be prioritized.

시비처방을 위한 종래의 토양성분 분석방법은 측정하고자 하는 토양성분의 최대흡광 파장을 수동조작하여 선택하고, 농도를 미리 알고 있는 표준용액에 발색시약을 첨가하여 분광광도계에서 그 흡광도를 측정하여, 성분마다의 흡광도에 대한 농도의 변화를 나타내는 표준곡선식을 작성해 놓는다. 다음으로 분석하고자 하는 토양을 침출시킨 침출액의 일부에 발색시약을 첨가하여 발색시켜 놓고 분광광도계에서 그 토양 침출액의 흡광도를 측정한다. 그런 다음에는 토양 침출액의 측정된 흡광도를 상기 미리 작성한 표준곡선식을 이용하여 침출액 내의 성분 농도로 환산하고, 토양 침출시 사용된 방법을 역산하는 방법으로 그 환산된 농도로부터 토양의 성분함량을 수작업으로 연산한다. 이러한 과정을 매 성분마다 반복함으로써 토양의 성분을 분석해 낼 수 있는 것이다.The conventional soil composition analysis method for application of fertilization is selected by manual manipulation of the maximum absorption wavelength of the soil component to be measured, and by adding a coloring reagent to a standard solution having a known concentration, the absorbance is measured by a spectrophotometer. A standard curve representing the change in concentration with respect to each absorbance is prepared. Next, a color developing reagent is added to a part of the leaching liquor leaching the soil to be analyzed, and the absorbance of the leaching liquor is measured on a spectrophotometer. Then, the measured absorbance of the soil leachate is converted to the concentration of the constituents in the leachate using the above-prepared standard curve, and the component content of the soil is calculated manually from the converted concentration by inverting the method used for leaching the soil. do. By repeating this process every component, the soil composition can be analyzed.

종래에 사용되고 있는 일반적인 분광광도계는 그 광학계의 구조상 단일빔(single beam)을 조사하고 그 단일빔에 시료용액과 함께 미리 준비된 기준용액을 순차적으로 노출시켜서 측정하게 된 것과, 광원으로부터 분리되어 각각 다른 경로로 조사되는 이중빔으로 시료용액과 기준용액을 동시에 측정할 수 있게 된 것이 있다. 단일빔을 이용하는 광학계의 큰 단점중의 하나는 상기한 기준용액과 시료용액의 동시측정이 불가하여 시간적 갭(gap)이 존재하게 되고, 이동안 주변조도 등 변화하는 환경에 의해 기준용액의 측정상황과 시료용액의 측정상황이 정확히 일치하지 않게 됨으로써 그 시간적 갭에 의해 발생될 수 있는 상황적 오차로 인해 측정된 흡광도의 정도가 떨어진다. 따라서 종래의 단일빔을 갖는 분광광도계를 이용한 토양분석은 그 분석결과의 신뢰성이 낮은 단점이 있다.Conventional spectrophotometers used in the prior art are measured by irradiating a single beam on the structure of the optical system and sequentially exposing the prepared reference solution together with the sample solution to the single beam, and are separated from the light source and are separated from each other. The double beams irradiated with the NSA can simultaneously measure the sample solution and the reference solution. One of the major disadvantages of the optical system using a single beam is that it is impossible to measure the reference solution and the sample solution at the same time, and thus there is a time gap. During this time, the measurement condition of the reference solution is changed due to the changing ambient light. As the measurement conditions of the sample solution and the solution do not exactly match, the degree of absorbance measured is lowered due to the situational error that may be caused by the temporal gap. Therefore, the conventional soil analysis using a single beam spectrophotometer has a disadvantage of low reliability of the analysis results.

이중빔을 갖는 분광광도계는, 상기한 시간적 갭에서의 발생될 수 있는 상황적 오차의 문제점은 없으나, 광학부품이 많이 소요되고 특히 광효율이 매우 저조하여 고출력의 광원을 사용하여야 하는 등 가격 부담이 문제점을 안고 있다.The spectrophotometer with a double beam does not have a problem of a situational error that may occur in the above-described time gap, but the cost burden such as the use of a high power light source due to the large amount of optical components and particularly low light efficiency. Is holding.

한편, 토양의 여러 가지 성분에 대한 흡광도를 측정하기 위하여는 측정할 성분마다 최대의 흡수점을 갖도록 하는 각기 다른 파장의 단색광을 조사할 필요가 있으며, 이를 위해, 분광광도계는 광대역 파장의 광원이 설치되고 각 성분에 대응한단색광 파장을 분광하는 분광기가 장착되어 있다.Meanwhile, in order to measure the absorbance of various components of soil, it is necessary to irradiate monochromatic light of different wavelengths so as to have the maximum absorption point for each component to be measured. And a spectrometer for spectroscopy monochromatic light wavelength corresponding to each component.

그런데 종래에 사용된 일반적인 분광광도계에서는 이러한 분광기를 측정할 토양의 성분에 맞추어 일일이 수동조작하게 되어 있어 그 취급 및 조작이 매우 까다롭고, 이것은 분광 파장 등의 광학적 조정이 제대로 이뤄지지 않음으로써 측정 결과에 대한 신뢰성을 더욱 저하시키는 요인이 되고 있다. 뿐만 아니라 종래에 사용된 분광광도계는 단지 토양성분에 대한 흡광도만을 측정할 수 있을 뿐 구체적으로 각 성분에 대한 함량을 연산하는 알고리즘을 갖고 있지 않다. 따라서 전술한 바와 같은 표준곡선식을 따로 작성해야 하므로 표준곡선식을 작성하기 위한 시약과 시간이 많이 소요된다. 또한 분광광도계를 조작할 때 여러 단계의 복잡한 수동조작과 까다로운 연산작업을 거쳐야 하기 때문에 분광광도계 조작방법 등을 별도로 교육받은 전문가만이 가능하였으며, 초보자인 경우에는 분광광도계 조작의 미숙과 실험 및 연산과정의 복잡함으로 인해 오류가 발생할 가능성이 큰 것이다.However, in the conventional spectrophotometer used in the prior art, such a spectrometer is manually operated according to the soil component to be measured, which is very difficult to handle and manipulate. This is because optical adjustment such as spectral wavelength is not properly performed. It is a factor that further lowers the reliability. In addition, the conventionally used spectrophotometer can measure only the absorbance of the soil components, and specifically does not have an algorithm for calculating the content of each component. Therefore, since the standard curve as described above must be prepared separately, it takes a lot of reagents and time to prepare the standard curve. In addition, only a trained expert in the method of operating the spectrophotometer was possible because the complex manual operation and the complicated calculations were required when operating the spectrophotometer. The complexity is likely to cause errors.

따라서 본 발명의 첫 번째 목적은 토양 침출액의 유기물·인산·칼리·칼슘·마그네슘·규산 등의 각 성분에 대한 최대 흡광점을 갖는 파장을 원터치 조작에 의해 자동으로 선택하여 토양 침출액에 대한 흡광도를 측정하는 토양분석용 원터치식 분광광도계를 제공하는데 있다.Therefore, the first object of the present invention is to measure the absorbance of the soil leachate by automatically selecting the wavelength having the maximum absorption point for each component such as organic matter, phosphoric acid, calcium, calcium, magnesium, silicic acid, etc. of the soil leachate by one touch operation. To provide a one-touch spectrophotometer for soil analysis.

또한 본 발명의 두 번째 목적은 토양의 성분분석을 위해 별도의 표준곡선식을 작성할 필요가 없게 하고, 원터치 조작에 의해 토양 침출액의 유기물·인산·칼리·칼슘·마그네슘·규산 등의 각 성분에 대한 흡광도를 측정한 자동적으로 함량으로 분석해 내도록, 각 성분의 표준곡선식 데이터와 흡광도로부터 함량을 연산하는 프로그램을 내장한 롬을 장착한 토양분석용 원터치식 분광광도계를 제공하는데 있다.In addition, the second object of the present invention is to eliminate the need to prepare a separate standard curve for the analysis of the soil composition, the absorbance of each component such as organic matter, phosphoric acid, calcium, calcium, magnesium, silicic acid, etc. It is to provide a one-touch spectrophotometer for soil analysis equipped with a ROM with a program that calculates the content from the standard curve data of each component and the absorbance so as to automatically analyze the content by the measured content.

도 1은 본 발명에 따른 토양분석용 원터치식 분광광도계를 주변기기와 함께 도시한 사시도.1 is a perspective view showing a one-touch spectrophotometer for soil analysis according to the present invention with a peripheral device.

도 2는 본 발명에 따른 토양분석용 원터치식 분광광도계의 시스템 블록도.2 is a system block diagram of a one-touch spectrophotometer for soil analysis according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 토양분석용 원터치식 분광광도계의 광학계 프로파일.Figure 3 is an optical system profile of the one-touch spectrophotometer for soil analysis according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 토양분석용 원터치식 분광광도계를 구성하는 분광부의 회절격자 구동메커니즘을 보인 사시도.Figure 4 is a perspective view showing a diffraction grating driving mechanism of the spectroscopic portion constituting the one-touch spectrophotometer for soil analysis according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 토양분석용 원터치식 분광광도계에 투입되는 토양성분의 기준용액 및 시료용액을 각각 수용하는 셀과 이의 이송메커니즘을 보인 사시도.Figure 5 is a perspective view showing a cell and a transport mechanism for receiving the reference solution and the sample solution of the soil components respectively introduced into the soil analysis one-touch spectrophotometer according to the present invention.

도 6a는 본 발명에 따른 토양분석용 원터치식 분광광도계의 다크값 측정상태를 보인 주요부 개요도.Figure 6a is a schematic view showing the main portion showing the dark value measurement state of the one-touch spectrophotometer for soil analysis according to the present invention.

도 6b는 본 발명에 따른 토양분석용 원터치식 분광광도계의 기준값 측정상태를 보인 주요부 개요도.Figure 6b is a schematic view of the main part showing a reference value measurement state of the soil analysis one-touch spectrophotometer according to the invention.

도 6c는 본 발명에 따른 토양분석용 원터치식 분광광도계의 시료값 측정상태를 보인 주요부 개요도.Figure 6c is a schematic view of the main part showing a sample value measurement state of the soil analysis one-touch spectrophotometer according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 토양분석용 원터치식 분광광도계의 동작흐름도.Figure 7 is a flow chart of the operation of the one-touch spectrophotometer for soil analysis according to the present invention.

도 8a는 본 발명에 따른 토양분석용 원터치식 분광광도계에서 사용되는 표준곡선식으로서 유기물 성분의 흡광도에 대한 함량변화를 나타내는 그래프.Figure 8a is a graph showing the change in the content of the absorbance of the organic component as a standard curve used in soil analysis one-touch spectrophotometer according to the present invention.

도 8b는 본 발명에 따른 토양분석용 원터치식 분광광도계에서 사용되는 표준곡선식으로서 인산 성분의 흡광도에 대한 농도변화를 나타내는 그래프.Figure 8b is a graph showing the change in concentration for the absorbance of the phosphoric acid component as a standard curve used in the soil analysis one-touch spectrophotometer according to the present invention.

도 8c는 본 발명에 따른 토양분석용 원터치식 분광광도계에서 사용되는 표준곡선식으로서 칼리 성분의 흡광도에 대한 농도변화를 나타내는 그래프.Figure 8c is a graph showing the concentration change for the absorbance of the Kali component as a standard curve used in the soil analysis one-touch spectrophotometer according to the present invention.

도 8d는 본 발명에 따른 토양분석용 원터치식 분광광도계에서 사용되는 표준곡선식으로서 칼슘 성분의 흡광도에 대한 농도변화를 나타내는 그래프.Figure 8d is a graph showing the change in concentration of the absorbance of the calcium component as a standard curve used in the soil analysis one-touch spectrophotometer according to the present invention.

도 8e는 본 발명에 따른 토양분석용 원터치식 분광광도계에서 사용되는 표준곡선식으로서 마그네슘 성분의 흡광도에 대한 농도변화를 나타내는 그래프.Figure 8e is a graph showing the concentration change for the absorbance of the magnesium component as a standard curve used in the soil analysis one-touch spectrophotometer according to the present invention.

도 8f는 본 발명에 따른 토양분석용 원터치식 분광광도계에서 사용되는 표준곡선식으로서 규산 성분의 흡광도에 대한 농도변화를 나타내는 그래프.Figure 8f is a graph showing the concentration change of the absorbance of the silicic acid component as a standard curve used in the soil analysis one-touch spectrophotometer according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 분광광도계 10 : 광학계1: Spectrophotometer 10: Optical system

20 : 시스템제어부 31,32 : 램프20: system control unit 31, 32: lamp

33 : 광대역필터 41 : 콘뎅싱렌즈33: broadband filter 41: condensing lens

44,59 : 셔터 45 : 회절격자44,59: Shutter 45: diffraction grating

51;51R,51S : 셀 52 : 셀하우징51; 51R, 51S: cell 52: cell housing

상기한 첫 번째 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 분광광도계의 키패드(keypad)에 측정하고자 하는 토양의 유기물·인산·칼리·칼슘·마그네슘·규산 등의 각 성분에 해당하는 조작버튼들을 장착하고, 해당버튼을 누르면 내부 광학계가 눌려진 버튼에 대응한 성분에 따라 주어지는 파장을 자동으로 선택한 후 그 선택된 파장으로 투입된 토양 침출액의 흡광도를 측정케 하는 제어수단을 구비하는 것이다.In order to achieve the first object described above, the present invention is equipped with a control button corresponding to each component of the organic matter, phosphoric acid, calcium, calcium, magnesium, silicic acid, etc. of the soil to be measured on the keypad of the spectrophotometer. When the button is pressed, the internal optical system is provided with control means for automatically selecting a wavelength given according to the component corresponding to the pressed button and measuring the absorbance of the soil leachate injected at the selected wavelength.

또한 두 번째 목적을 달성함에 있어서는, 토양의 유기물·인산·칼리·칼슘·마그네슘·규산 등의 각 성분에 대하여 농도를 미리 알고 있는 표준물질을 사용하여 각 농도를 변화시켜가면서 흡광도를 측정하여 흡광도에 대한 성분별 농도의 변화를 나타내는 표준곡선식을 작성하여 그 표준곡선식 데이터와, 상기 측정된 토양 침출액의 흡광도로부터 그 표준곡선식을 이용하여 농도를 구한 후 함량으로 연산하는 연산식 데이터 등을 롬에 내장하고, 상기 제어수단에 의하여 토양 침출액에 대한 흡광도를 측정한 후 그 측정된 흡광도로부터 농도와 함량을 구하는 연산이 자동적으로 이행될 수 있도록 프로그램화하는 것이다.In addition, in achieving the second object, the absorbance is measured by varying the concentration of each component such as organic matter, phosphoric acid, calcium, calcium, magnesium, and silicic acid in the soil using a standard material known in advance. The standard curve representing the change of concentration for each component is prepared, and the standard curve data and the calculated data using the standard curve from the absorbance of the measured soil leachate are calculated in the ROM, and the data are calculated. By measuring the absorbance of the soil leachate by the control means, the calculation to calculate the concentration and content from the measured absorbance is automatically programmed.

이를 위한 본 발명에 따른 분광광도계는, 토양의 각 성분에 대응한 조작버튼들이 배열되어 있는 키패드 입력수단, 토양의 침출액을 수용하는 셀들을 장착하여 그 셀들을 측정위치로 선택이송시킬 수 있는 셀이송수단, 측정위치에 위치된 이송된 셀에 대해 빛을 조사하고 그 투과되는 빛을 전기신호로 검출하는 측정광학계, 셀에 조사되는 빛의 파장을 선택하기 위해 분광하는 분광수단, 적어도 토양의 각 성분에 대응하여 파장을 선택하기 위한 데이터 정보를 기억시킨 롬을 가지고 있고 상기 조작버튼의 조작에 따라 상기 분광수단을 구동하여 파장을 선택한 후 흡광도를 측정하도록 제어하는 제어수단을 구비하여 된다.According to the present invention, a spectrophotometer includes a keypad input means in which operation buttons corresponding to each component of soil are arranged, and a cell transfer capable of selectively transferring the cells to a measurement position by mounting cells containing the leachate of the soil. Means, a measuring optical system for irradiating light to a transported cell located at a measuring position and detecting the transmitted light as an electrical signal, spectroscopic means for spectroscopy for selecting a wavelength of light irradiated to the cell, at least each component of the soil Has a ROM storing data information for selecting a wavelength corresponding to the control unit, and has control means for controlling the absorbance after selecting the wavelength by driving the spectroscopic means according to the operation of the operation button.

여기서 제어수단은 미리 작성된 전술한 표준곡선식 데이터를 롬에 내장하고 상기 측정된 토양 침출액의 흡광도로부터 그 내장된 표준곡선을 이용하여 침출액 내의 성분 농도를 구하고, 그 구하여진 농도를 함량으로 연산하도록 프로그램화될 수 있다.Herein, the control means embeds the above-described standard curve data prepared in the ROM, calculates the concentration of components in the leaching liquid from the measured absorbance of the soil leaching liquid using the built-in standard curve, and calculates the calculated concentration as a content. Can be.

이하, 본 발명에 따른 토양분석용 원터치식 분광광도계의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a one-touch spectrophotometer for soil analysis according to the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명에 따른 토양분석용 분광광도계와 함께 주변기기를 함께 보인 것이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 분광광도계(1)는 외장몸체의 전면 일측에 동작상태 및 분석결과 등을 표시하기 위한 표시부(2)와 사용자의 키입력을 위한 키패드(3)를 가지고 있다. 키패드(3)에는 토양의 유기물·인산·칼리·칼슘·마그네슘·규산 등의 각 성분에 대응한 조작버튼들이 배열되어 있다. 또한 도면에서는 보이지 않지만 외장몸체 후면부에 통신용 포트를 가지고 있어서 퍼스널컴퓨터(personal computer; 6)와 프린터(7) 등의 외부시스템과 데이터를 주고 받을 수 있도록 케이블을 통해 연결될 수 있다. 부호 4는 전술한 토양 침출액과 그 기준용액을 수용하는 셀(cell)들을 투입하기 위한 투입구이고, 5는 투입구(4)를개폐하는 덮개이다.1 shows a peripheral device together with a spectrophotometer for soil analysis according to the present invention. As shown, the spectrophotometer 1 according to the present invention has a display unit 2 for displaying an operation state and an analysis result, etc. on one side of the front surface of the outer body, and a keypad 3 for key input by a user. The keypad 3 is arranged with operation buttons corresponding to each component such as organic matter, phosphoric acid, calcium, calcium, magnesium and silicic acid in the soil. In addition, although not shown in the figure has a communication port on the rear of the external body can be connected via a cable to exchange data with external systems such as a personal computer (6) and the printer (7). Reference numeral 4 is an inlet for injecting the cells containing the soil leaching solution and the reference solution, and 5 is a cover for opening and closing the inlet 4.

시스템블록도가 도시된 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 분광광도계는 크게 측정광학계(10)와 시스템제어부(20)로 이루어진다. 또한 측정광학계(10)는 광원부(11), 분광부(12), 시료부(13), 검출부(14)로 이루어지는데, 분광부(12)와 검출부(14) 사이의 시료부(13)에는 전술한 도 1에 나타난 투입구(4)를 통해 투입되는 시료셀들이 선택적으로 자동위치된다. 시스템제어부(20)는 전술한 키패드로부터의 사용자의 선택조작에 의한 입력을 받아들이는 키입력부(21), 이 키입력부(21)로부터 입력된 내용에 따라 시스템의 동작조건설정을 포함해서 광학계(10)의 각부에 있는 액츄에이터(actuator)들을 제어하고 검출부(14)에서 검출되는 전기신호에 기초하여 흡광도 및 토양성분 함량 등을 연산하는 제어 및 연산 알고리즘을 수행하는 중앙처리부(22), 이 중앙처리부(22)와 광학계(10)의 각부를 접속하는 인터페이스(interface; 23), 광학계(10)의 검출부(14)에서 검출되는 전기신호를 증폭하는 증폭부(24), 증폭된 신호의 아날로그값을 디지털값으로 변환하여 중앙처리부(22)에 전송하는 변환부(25), 중앙처리부(22)에서 참조할 각종 데이터 테이블과 처리된 값들을 저장하는 ROM(read-only memory) 및 RAM(random-acces memory)으로 구성된 저장부(26), 중앙처리부(22)에서 처리되는 시스템 동작상태 및 출력되는 데이터 등을 표시하는 표시부(27), 그리고 전술한 퍼스널컴퓨터(6)와 프린터(7) 등의 주변기기를 포함한다.2, the spectrophotometer according to the present invention comprises a measuring optical system 10 and a system control unit 20. In addition, the measurement optical system 10 includes a light source unit 11, a spectroscopic unit 12, a sample unit 13, and a detector unit 14, and the sample unit 13 between the spectroscopic unit 12 and the detector unit 14 is provided. Sample cells introduced through the inlet 4 shown in FIG. 1 described above are selectively positioned automatically. The system control unit 20 includes a key input unit 21 for receiving an input by the user's selection operation from the above-described keypad, and an optical system 10 including setting operating conditions of the system according to the contents input from the key input unit 21. A central processing unit 22 which controls actuators in each part of the control unit and performs a control and calculation algorithm for calculating absorbance and soil content based on the electrical signal detected by the detection unit 14, the central processing unit ( 22) an interface 23 for connecting each part of the optical system 10, an amplifier 24 for amplifying the electric signal detected by the detector 14 of the optical system 10, and an analog value of the amplified signal. The conversion unit 25 converts the value to the central processing unit 22 and transmits the data table to be referred to by the central processing unit 22 and the read-only memory and the random-acces memory which store the processed values. Storage unit (26) And a display unit 27 for displaying the system operation state processed by the central processing unit 22, output data, and the like, and peripheral devices such as the personal computer 6 and the printer 7 described above.

여기서 저장부(26)를 구성하는 롬에는 본 발명에 따라 토양의 각 성분에 대응한 조작버튼의 원터치조작에 따라 먼저 전술한 광학계(10)의 분광부(12)로 하여금 해당 성분에 따라 주어지는 흡광파장 데이터, 미리 작성된 표준곡선식 데이터, 그리고 측정광학계에서 검출된 신호에 기초하여 흡광도와 농도 및 함량을 차례로 연산하는 계산식 데이터 등이 내장되어 있다.Here, the ROM constituting the storage unit 26 is absorbed by the spectroscopic unit 12 of the optical system 10 described above according to the component according to the present invention in accordance with the one-touch operation of the operation button corresponding to each component of the soil according to the present invention. Waveform data, previously prepared standard curve data, and calculation data for sequentially calculating absorbance, concentration and content based on signals detected by the measuring optical system are included.

도 3를 참조하면, 광원부(11)는 광원으로서 가시광영역의 광을 방사하는 가시광램프(31)와 자외영역의 광을 방사하는 자외선램프(32)를 배치하고, 그 가시광램프(31)와 자외선램프(32)가 모두 점등된 상태에서 어느 한쪽 램프의 광을 분광부(12)로 향하게 하고 다른 램프의 광은 차단될 수 있게 하는 광대역필터(33), 그리고 분광부(12)로 향하는 광을 반사하는 오목거울(34)을 배치하여 된다. 여기서 두 개의 램프(31,32)는 점등시 예열 등의 지연시간이 필요하기 때문에 분광 파장 선택시 시간이 지연되지 않도록 세트에 전원이 인가될 때 모두 점등되도록 하는 것이 좋다. 광대역필터(33)는 도시하지 않은 액츄에이터로 조작되며, 그 액츄에이터는 분광파장 영역에 따라 전술한 시스템제어부에 의하여 자동적으로 제어되는 것이다.Referring to FIG. 3, the light source unit 11 includes a visible light lamp 31 that emits light in a visible light region and an ultraviolet light lamp 32 that emits light in an ultraviolet region as a light source, and the visible light lamp 31 and the ultraviolet light. With the lamps 32 all lit up, the broadband filter 33 and the light directed to the spectroscope 12 allow the light of one lamp to be directed to the spectroscope 12 and the light of the other lamp can be blocked. The concave mirror 34 which reflects may be arrange | positioned. Since the two lamps 31 and 32 require a delay time such as preheating when the lamp is turned on, it is preferable that both lamps 31 and 32 be turned on when the power is applied to the set so that the time is not delayed when selecting the spectral wavelength. The broadband filter 33 is operated by an actuator (not shown), and the actuator is automatically controlled by the system controller described above according to the spectral wavelength region.

분광부(12)는 광원부(11)로부터 광대역 파장의 광을 받아서 특정 파장의 단색광을 분광하는 분광기(35)와 이 분광기(35)에 대한 광의 입사 및 출사경로를 조절하도록 오목거울(36)을 마주보게 배치하고, 양측에는 입사 및 출사광의 주변 잡음을 제거하는 개구를 가진 슬릿(37,38) 및 반사거울(39,40)을 배치하여 구성한다.The spectroscope 12 receives the light of the broadband wavelength from the light source unit 11 and spectroscope 35 for spectroscopy monochromatic light of a specific wavelength and the concave mirror 36 to adjust the incident and exit path of the light to the spectrometer 35. It is arranged to face each other, and the slit (37, 38) and the reflection mirror (39, 40) having an opening for removing the ambient noise of the incident and emitted light is arranged on both sides.

분광부(12)와 시료부(13) 사이에 배치된 콘덴싱렌즈(condensing lens; 41)는 시료부(13)에 위치되는 시료(42)에 조사되는 부분의 광의 강도가 극대화 되도록 그 분광부(12)로부터 입사되는 단색광을 집속하도록 배치된다.The condensing lens 41 disposed between the spectroscopic section 12 and the sample section 13 has a spectroscopic section (maximum intensity of light of the portion irradiated to the sample 42 positioned in the sample section 13). 12) arranged to focus monochromatic light incident from it.

광검출부(14)는 시료(42)에 조사되는 광이 그 시료(42)를 투과하는 광량의 일부를 수광하여 그 수광된 광의 광강도를 나타내는 전기신호를 검출하는 광검출기(43), 이 광검출기(43)로 도달되는 광을 차단할 수 있는 셔터(44)를 배치하여 된다. 셔터(44)는 도시하지 않은 액츄에이터에 의하여 광을 차단하거나 또는 그대로 투과시키도록 조작되며, 그 액츄에이터는 전술한 시스템제어부에 의하여 자동적으로 제어된다.The photodetector 14 receives a part of the amount of light transmitted through the sample 42 by the light irradiated to the sample 42 and detects an electric signal indicating the light intensity of the received light. The shutter 44 capable of blocking the light reaching the detector 43 may be disposed. The shutter 44 is operated to block light or transmit light as it is by an actuator (not shown), and the actuator is automatically controlled by the system controller described above.

도 4는 전술한 광학계의 분광부에 있는 분광기를 구동하여 원하는 파장의 단색광을 분광하는 분광수단으로서의 분광기와 그 구동메커니즘을 보인다. 분광기로서 입사광을 그 입사각에 따라 회절시켜서 각기 다른 파장의 단색광으로 분광하는 회절격자(45)를 사용하고, 이를 원하는 각도로 회전시키기 위해 그 회절격자(45)를 지지하여 함께 회전될 수 있게 지지되는 선형기어(46), 이 선형기어(46)와 맞물린 워엄(47), 워엄(47)과 동축에 결합된 대경기어(48), 이 대경기어(48)와 맞물린 소경기어(49), 그리고 소경기어(49)를 구동하는 모터(50)로 구성된 것이다. 여기서 모터(50)는 전술한 시스템제어부에 의하여 분광파장에 따라 정해진 각도로 회절격자(45)를 회전시키도록 자동제어된다.Fig. 4 shows a spectrometer as a spectroscopic means for driving a spectroscope in the spectroscopic section of the optical system to spectroscopic monochromatic light of a desired wavelength, and a driving mechanism thereof. As a spectrometer, a diffraction grating 45 is used to diffract incident light according to its incidence angle to spectroscopic monochromatic light of different wavelengths, and to be supported to be rotated by supporting the diffraction grating 45 to rotate it at a desired angle. Linear gear 46, worm 47 engaged with linear gear 46, large gear 48 coupled coaxially with worm 47, small gear 49 engaged with large gear 48, and small diameter It consists of a motor 50 for driving the gear 49. Here, the motor 50 is automatically controlled to rotate the diffraction grating 45 at a predetermined angle according to the spectral wavelength by the system controller described above.

도 5는 전술한 광학계의 시료부에 시료를 위치시키기 위한 셀(cell) 및 셀이송메커니즘을 보인다. 셀(51)은 광이 투과할 수 있는 투명한 용기로서, 전술한 기준용액을 수용하기 위한 한 개의 기준셀(51R)과 여러 지역에서 채취되고 토양들의 시료용액들을 각기 수용하기 위한 여러 개의 시료셀(51S)들로 구분된다. 도면에는 시료셀(51S)이 7개로 도시되었으나 필요에 따라 더 많게 혹은 적게 구비될 수 있다. 셀이송메커니즘은 셀(51)들을 일정간격으로 장착할 수 있고 각 장착된 셀(51)에 광이 조사될 수 있게 개구(53)들이 형성되는 셀하우징(52), 이 셀하우징(52)이 고정탑재된 캐리어(carryer; 54), 이 캐리어를 슬라이딩(sliding)가능하게 관통지지하여 그 직선이동을 안내하는 안내봉(55), 이 안내봉(55) 양단을 고정지지하는 브래킷(braket; 56), 캐리어(54)를 이끌도록 무한궤도상에 가설된 타이밍벨트(timing belt; 57), 이 타이밍벨트(57)를 구동하기 위한 모터(58)로 구성된다. 여기서 모터(58)는 전술한 시스템제어부에 의하여 시료번호에 따라 셀(51)중의 하나를 전술한 광학계의 시료부에 있는 시료위치로 이송하도록 자동제어된다.5 shows a cell and a cell transfer mechanism for placing a sample in the sample portion of the optical system described above. The cell 51 is a transparent container through which light can pass, and includes one reference cell 51R for accommodating the above-mentioned reference solution and several sample cells for collecting the sample solutions of soils, respectively. 51S). Although seven sample cells 51S are illustrated in the drawing, more or fewer sample cells 51S may be provided as necessary. The cell transfer mechanism includes a cell housing 52 in which openings 53 are formed to mount the cells 51 at regular intervals and to irradiate light to each mounted cell 51. A fixed mounted carrier 54, a guide rod 55 for slidably penetrating the carrier to guide the linear movement thereof, and a bracket for fixing both ends of the guide rod 55; ), A timing belt (57) hypothesized on an endless track to guide the carrier (54), and a motor (58) for driving the timing belt (57). Here, the motor 58 is automatically controlled to transfer one of the cells 51 to the sample position in the sample portion of the optical system according to the sample number by the system controller described above.

도 6a 내지 도 6c는 검출부와 시료부 사이에 설치되는 셔터의 바람직한 형태를 보인다. 도시된 셔터(59)는 투명원판의 일부를 도면에 음영표시된 부분과 같이 광을 흡수차단하도록 처리하여 되는 차단부(60)와 나머지 부분으로 되는 투과부(61)로 이루진다. 도시하지는 않았으나 이 원판형 셔터(59)는 모터와 같은 회전액츄에이터에 의하여 일정각도씩 간헐적으로 회전되어 도시된 바와 같이 광을 차단 또는 투과하도록 조작되는 것이다. 참고로 도 6a는 셔터(59)의 차단부(60)에 의하여 광검출기(53)에 대해 광이 차단된 다크(dark) 측정상태를 나타낸 것이며, 도 6b 및 6c는 각각 기준용액 측정상태와 시료용액 측정상태를 나타낸다.6A to 6C show a preferred form of the shutter provided between the detection unit and the sample unit. The illustrated shutter 59 is composed of a blocking part 60 which is processed to block light absorption as a part shaded in the figure, and a transmitting part 61 which becomes the remaining part. Although not shown, the disc-shaped shutter 59 is intermittently rotated by a predetermined angle by a rotary actuator such as a motor to block or transmit light as shown. For reference, FIG. 6A illustrates a dark measurement state in which light is blocked by the blocking unit 60 of the shutter 59 to the photodetector 53, and FIGS. 6B and 6C illustrate a reference solution measurement state and a sample, respectively. The solution measurement status is shown.

이하, 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 분광광도계의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the spectrophotometer according to the present invention will be described with reference to FIG. 7.

먼저, 준비단계로서 분광광도계에 셀이송메커니즘에 전술한 기준셀과 시료셀을 장착하고, 설정모드에서 셀 정보인 시료번호(i=1,2,…,n)와 세트의 동작조건 등을 설정하여 둔다. 이와같이 준비된 상태에서 사용자에 의하여 키패드에 있는 각성분에 대응한 조작버튼중 하나가 터치되면(단계 S1), 내장된 프로그램에 따라 전술한 분광기의 모터를 구동하여 파장을 선택하고(단계 S2), 측정광학계를 구동하여 측정한다(단계 S3∼S5). 측정은 제일 먼저 전술한 셔터를 구동하여 광을 차단한 상태에서 다크값(Di)를 측정하고(단계 S3), 기준셀과 시료셀을 차례로 위치시켜서 그 기준값(Ri)과 시료값(Si)를 각각 측정한다(단계 S4,S5). 각 단계에서 측정된 값들은 메모리에 저장한다. 이와같은 측정단계들을 반복하여 마지막 시료에 대한 측정이 완료되면(단계 S6), 측정된 값들을 근거로 각 시료에 대한 흡광도와 농도 및 함량을 연산하고(단계 S7), 연산된 분석데이터를 출력한다(단계 S8).First, as a preparation step, the reference cell and the sample cell described above are attached to the cell transfer mechanism in the spectrophotometer, and the sample number (i = 1, 2, ..., n), which is the cell information, and the operating conditions of the set are set in the setting mode. Leave it. When one of the operation buttons corresponding to each component on the keypad is touched by the user in this prepared state (step S1), the wavelength of the spectroscope is driven by the built-in program to select the wavelength (step S2), and the measurement is performed. The optical system is driven and measured (steps S3 to S5). In the measurement, first, the dark value Di is measured while the light is blocked by driving the above-described shutter (step S3), and the reference cell and the sample cell are placed in sequence to determine the reference value Ri and the sample value Si. Each measurement is made (steps S4 and S5). The measured values at each step are stored in memory. When the measurement of the last sample is completed by repeating these measurement steps (step S6), the absorbance and concentration and content for each sample are calculated based on the measured values (step S7), and the calculated analysis data is output. (Step S8).

상기 파장선택의 단계에 있어서 참조되는 토양의 각 성분에 대응한 최대흡광파장은 표 1과 같다.The maximum absorption wavelength corresponding to each component of the soil referred to in the wavelength selection step is shown in Table 1.

성분ingredient 최대흡광파장(nm)Absorption wavelength (nm) 이용가능한파장(nm)Available wavelengths (nm) 유기물Organic matter 590590 500 - 720500-720 인산Phosphoric Acid 720720 420 - 720420-720 칼리Carly 690690 가시광선 영역Visible light 칼슘calcium 540540 450 - 690450-690 마그네슘magnesium 520520 400 - 600400-600 규산Silicic acid 460460 400 - 570400-570

본 발명의 분광광도계에서 사용한 측정파장은 최대흡광파장을 기준으로 설정하였다. 그렇지만 본 발명에서 제시한 최대흡광파장 이외의 이용가능한 파장대에서도 측정가능한 흡광이 일어나기 때문에 자의로 변형시켜 본 발명의 분광광도계에 프로그램화하여 롬에 저장할 수 있음은 물론이다.The measurement wavelength used in the spectrophotometer of the present invention was set based on the maximum absorption wavelength. However, since measurable absorption occurs in the available wavelength band other than the maximum absorption wavelength presented in the present invention, it can be arbitrarily modified and programmed in the spectrophotometer of the present invention and stored in the ROM.

파장의 선택에 있어서는 전술한 회절격자(45)을 초기화하여 일반적으로 널리 알려져 있는 표준물질을 이용, 표준물질의 특성대로 파장의 특성 추이가 되도록 적절히 그 회절격자의 각도를 조절하여 교정을 하게 된다. 원터치 조작에 의해 측정하고자 하는 성분의 파장을 ??아가는 방법은 아래 식의 각도로 회절격자(45)를 회전시키면 위의 정해진 파장이 선택될 수 있다.In the selection of the wavelength, the above-mentioned diffraction grating 45 is initialized and a standard material which is generally known is used to properly calibrate the angle of the diffraction grating so that the characteristics of the wavelength change according to the characteristics of the standard material. In the method of subtracting the wavelength of the component to be measured by one-touch operation, the predetermined wavelength may be selected by rotating the diffraction grating 45 at an angle of the following equation.

여기서, Δθ는 초기의 분광각도에서 움직여야 하는 회절격자 각도, m은 회절 차수를 나타내는 상수, λ1은 초기 파장(600nm로 고정), λ2은 찾아가려는 파장, d는 회절격자의 격자(Groove) 간격을 나타내는 상수, A는 (α-β)/2(단, α는 입사각, β는 출사각)로 주어지는 상수이다.Where Δθ is the angle of the diffraction grating to be moved at the initial spectral angle, m is a constant representing the diffraction order, λ 1 is the initial wavelength (fixed at 600 nm), λ 2 is the wavelength to be searched, and d is the grating of the diffraction grating. A constant representing the interval, A is a constant given by (α-β) / 2 (where α is an incident angle and β is an exit angle).

상기 수학식 1은 λ2만의 함수로서 이 함수는 롬에 내장되어 있어서 측정하려는 전술한 성분을 키패드에서 원터치로 누르면 λ2값이 내장된 롬의 상기 수학식 1의 연산에 의해 움직일 각도가 정해지고, 이 각을 회전시키기 위해 분광기 모터를 전자적으로 제어하여 측정파장을 선택할 수 있다.Equation 1 is a function of λ 2 alone, and this function is built in the ROM so that when the above-described component to be measured is one-touched on the keypad, the angle to be moved is determined by the operation of Equation 1 of the ROM having the λ 2 value embedded therein. In order to rotate this angle, the spectrometer motor can be controlled electronically to select the measurement wavelength.

다음, 토양 침출액의 흡광도와 농도 및 함량을 연산하는 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.Next, the process of calculating the absorbance and concentration and content of the soil leachate will be described in detail.

먼저, 흡광도의 연산을 위해 상기 측정단계에서 검출되는 다크값 Di와, 기준값 Ri 및 시료값 Si는 시료를 투과하는 빛의 강도를 전기신호로 변환한 것이므로 그 값들을 이용하여 수학식 2와 같이 투과도 Ti(T)를 구한 후, 통상적인 방법으로그 흡광도 Xi(A)를 연산하면 된다.First, the dark value Di, the reference value Ri, and the sample value Si, which are detected in the measuring step, for calculating the absorbance are converted into an electric signal by the intensity of light passing through the sample, and then the transmittances as shown in Equation 2 are used. After obtaining Ti (T), the absorbance Xi (A) may be calculated by a conventional method.

수학식 2에서 시료가 차단된 상태에서 검출되는 다크값 Di는 전술한 종래기술과 관련하여 설명한 바와 같은 시간적 갭에 의해 발생될 수 있는 상황적 오차를 제거하기 위한 것이며, 기준값 Ri는 주변조도의 변화에 대응한 것이다.The dark value Di detected in the state in which the sample is blocked in Equation 2 is for removing the situational error that may be caused by the temporal gap as described in connection with the above-described prior art, and the reference value Ri is a change in the ambient illuminance. In response.

이와같이 하여 연산된 흡광도 Xi는 배열에 저장한 다음, 각 배열요소에 저장된 흡광도를 이미 저장되어있는 표준곡선식에 대입함으로써 해당 시료의 침출액 내 성분농도를 연산할 수 있다. 본 발명의 분광광도계에 내장된되는 일반적인 표준곡선식은 수학식 3과 같이 정의되어 있다.The absorbance Xi calculated in this way can be stored in an array and then the component concentration in the leachate of the sample can be calculated by substituting the absorbance stored in each array element into a standard curve already stored. A general standard curve embedded in the spectrophotometer of the present invention is defined as in Equation 3.

여기서, Yi는 토양의 각 성분에 대한 농도를 나타내며, Xi는 흡광도, a는 표준곡선식의 기울기, b는 상수이다.Yi is the concentration of each component of the soil, Xi is the absorbance, a is the slope of the standard curve, b is a constant.

수학식 3는 흡광도 대한 농도의 변화를 나타낸 1차함수이며, 기울기 a와 상수 b는 농도를 미리 알고 있는 표준물질을 사용, 그 표준물질에 농도에 따라 분광광도계에서 파장을 변화시켜가는 실험과정을 통해 구하여진다.Equation 3 is a first-order function that shows the change in concentration versus absorbance, and the slopes a and constant b use a standard material whose concentration is known in advance, and change the wavelength in the spectrophotometer according to the concentration of the standard material. Obtained through

도 8a 내지 8g에 토양의 유기물·인산·칼리·칼슘·마그네슘·규산 등 각 성분에 대한 표준곡선식을 구하기 위해 측정한 각 그래프를 도시한 것이며, 그 결과, 롬에 저장할 상기 수학식 2의 표준곡선식 데이터를 각 성분별로 다음의 표 2와 같이 정리할 수 있었다.8A to 8G show graphs measured to obtain a standard curve for each component such as organic matter, phosphoric acid, calcium, calcium, magnesium, and silicic acid in soil, and as a result, the standard curve of Equation 2 to be stored in the ROM is shown. The data could be summarized as shown in Table 2 for each component.

YiYi aa bb 유기물함량Organic matter content 13.86913.869 0.00000.0000 인산농도(mg/L)Phosphoric Acid Concentration (mg / L) 7.6657.665 0.00000.0000 칼리농도(mg/L)Kali concentration (mg / L) 166.500166.500 0.00000.0000 칼슘농도(mg/L)Calcium Concentration (mg / L) 74.02974.029 0.00000.0000 마그네슘농도(mg/L)Magnesium Concentration (mg / L) 73.01973.019 0.21350.2135 규산농도(mg/L)Silicic acid concentration (mg / L) 21.97121.971 0.00000.0000

즉, 토양 침출액 시료의 흡광도를 상기 표 2에 정리된 기울기와 상수를 수학식 3에 의거한 표준곡선식에 대입함으로써 그 침출액 내의 성분 농도(또는 함량)을 연산해 낼 수 있는 것이다.That is, the concentration (or content) of the leachate can be calculated by substituting the absorbance of the soil leachate sample into the standard curve based on Equation (3).

다음, 농도를 토양중 함량으로 연산하는 방법은 다음과 같다.Next, the method of calculating the concentration as the content of the soil is as follows.

시료의 흡광도를 표준곡선식에 적용시켜 농도를 계산한 후에 토양중의 함량으로 계산하기 위해서는 분광광도계로 측정하기 전의 토양 침출 전처리 방법에 따라 연산하면 된다. 즉, 토양 침출방법은 적정량의 토양에 토양침출액을 첨가하여 상기한 성분을 침출하고 본 발명의 분광광도계로 측정하기 위해 적당한 농도로 희석하는 전처리 과정을 거치는데, 함량 연산시에 (토양):(침출액)의 역수 및 희석배수를 곱하여 토양중의 함량으로 연산할 수 있게 된다. 토양중의 함량으로 연산하기 위해 일반적으로 정의된 연산식은 다음의 수학식 4와 같다.In order to calculate the concentration of the sample by applying the absorbance of the sample to the standard curve, it can be calculated according to the soil leaching pretreatment method before measuring with the spectrophotometer. That is, the soil leaching method undergoes a pretreatment process in which a soil leaching solution is added to an appropriate amount of soil to leach the above-mentioned components and dilute to an appropriate concentration for measurement by the spectrophotometer of the present invention. It is possible to calculate the content of soil by multiplying the reciprocal and the dilution factor. The equation that is generally defined to calculate the content in the soil is the following equation (4).

여기서, Ci는 토양중의 성분 함량을 나타내며, Yi는 표준곡선식에 의거하여연산된 성분 농도, V는 전처리과정에서 첨가한 침출액의 양, g는 토양시료의 무게, d는 희석배수, D는 단위환산계수, 그리고 f는 계산보정계수이다.Where Ci is the component content in the soil, Yi is the component concentration calculated according to the standard curve, V is the amount of leachate added during the pretreatment, g is the weight of the soil sample, d is the dilution factor, and D is the unit. The conversion factor, and f is the calculation correction factor.

이러한 연산방법은 토양분석법을 이용하여 분석할 때, 분석조건에 따라 자의로 변형시켜 이용할 수 있다. 본 발명에서는 상기 수학식 4를 각 성분에 따라 다음 수학식 5와 같이 정의하여 연산토록 하였다.When the calculation method is analyzed using the soil analysis method, it can be arbitrarily modified according to the analysis conditions. In the present invention, the equation (4) is defined as shown in the following equation (5) according to each component to be calculated.

여기서, 1/M은 칼리·칼슘·마그네슘의 1그램당량(milliequivalent)의 무게를 이용하여 계산하는 것으로,Here, 1 / M is calculated using the weight of 1 gram equivalent (milliequivalent) of kali calcium magnesium

(칼리) = 1/3.91(Cal) = 1 / 3.91

(칼슘) = 1/2.004(Calcium) = 1 / 2.004

(마그네슘) = 1/1.216 이다.(Magnesium) = 1 / 1.216.

다음의 표 3은 실제로 5개의 토양 시료를 채취하여 토양분석법에 따라 토양을 침출하고 본 발명에 따른 분광광도계의 원터치 조작으로 토양의 유기물·인산·칼리·칼슘·마그네슘·규산 등의 성분함량을 구하여 실시한 결과를 종래의 방법(비교예)과 비교하여 나타낸 것이다. 측정파장은 유기물 590 nm, 유효인산 720 nm, 칼리 690 nm, 칼슘 540 nm, 마그네슘 520nm, 규산 460 nm로서 자동으로 원터치 조작에 의해 자동으로 측정파장을 선택하도록 하였으며, 도 8a 내지 8f에 도시된 그래프에 의해 주어진 수학식 3의 표준곡선식에 의거 농도로 연산하고, 이어 수학식 5에 의거 함량으로 분석하여 출력하였다.The following Table 3 is actually taking five soil samples to leach the soil in accordance with the soil analysis method and by the one-touch operation of the spectrophotometer according to the present invention to obtain the content of organic matter, phosphoric acid, calcium, calcium, magnesium, silicic acid, etc. The result is shown in comparison with the conventional method (comparative example). The measurement wavelength was 590 nm, effective phosphoric acid 720 nm, kali 690 nm, calcium 540 nm, magnesium 520 nm and silicic acid 460 nm to automatically select the measurement wavelength by one-touch operation, and the graphs shown in FIGS. 8A to 8F The concentration was calculated based on the standard curve of Equation 3 given by Equation 3, and then analyzed by the content according to Equation 5 and outputted.

시료sample 분석법Method 유기물함량()Organic matter content () 유효인산함량(mg/kg)Effective Phosphate Content (mg / kg) 치환성양이온(cmol/kg)Substituted Cationic (cmol / kg) 규산함량(mg/kg)Silicic acid content (mg / kg) 칼리Carly 칼슘calcium 마그네슘magnesium 토양 1Soil 1 비교예Comparative example 2.312.31 231.3231.3 0.560.56 3.273.27 1.111.11 78.578.5 실시예Example 2.322.32 230.2230.2 0.560.56 3.273.27 1.091.09 78.378.3 토양 2Soil 2 비교예Comparative example 0.170.17 112.8112.8 1.151.15 3.263.26 0.780.78 132.3132.3 실시예Example 0.170.17 112.7112.7 1.141.14 3.243.24 0.790.79 132.0132.0 토양 3Soil 3 비교예Comparative example 0.560.56 782.3782.3 1.231.23 2.182.18 2.062.06 99.899.8 실시예Example 0.550.55 780.9780.9 1.231.23 2.162.16 2.012.01 100.0100.0 토양 4Soil 4 비교예Comparative example 3.263.26 1,231.21,231.2 0.780.78 7.157.15 3.833.83 125.0125.0 실시예Example 3.283.28 1,230.91,230.9 0.750.75 7.107.10 3.853.85 125.6125.6 토양 5Soil 5 비교예Comparative example 5.725.72 562.5562.5 2.042.04 6.346.34 1.561.56 114.3114.3 실시예Example 5.705.70 562.5562.5 2.032.03 6.386.38 1.561.56 113.9113.9 토양 6Soil 6 비교예Comparative example 7.827.82 987.5987.5 4.834.83 9.239.23 0.560.56 152.6152.6 실시예Example 7.847.84 986.3986.3 4.864.86 9.209.20 0.530.53 152.9152.9

이상에 설명한 바와 같이 본 발명은 분광광도계를 구성함에 있어서, 토양의 유기물·인산·칼리·칼슘·마그네슘·규산 등의 성분에 대응한 조작버튼을 키패드에 설치하고, 토양침출액의 흡광도 측정에서부터 성분함량으로의 연산 및 출력에 이르는 모든 처리동작이 원터치 조작방식에 의해 자동적으로 이행되도록 한다.As described above, in the construction of the spectrophotometer, an operation button corresponding to a component such as organic matter, phosphate, calcium, calcium, magnesium, and silicic acid of the soil is provided on the keypad, and the component content is measured from the absorbance measurement of the soil leachate. All processing operations, including operation to the output and output, are automatically performed by the one-touch operation method.

본 발명에 따르면 종래의 일반적인 분광광도계를 사용하여 토양을 분석할 때 기기를 일일이 수조작하였던 불편함이 개선된다. 또한 분광광도계에서 측정한 흡광도를 농도와 함량으로의 연산을 위해 표준곡선식을 별도로 작성할 필요도 없고, 또 복잡한 계산을 하지 않아도 되므로 시간이 현저하게 절감되고 시약 사용량도 줄게 된다. 뿐만 아니라 정확한 측정파장을 분광하고 측정환경의 개선으로 신뢰도가 높은 분석결과를 제공할 수 있고 이로써 토양관리의 효율성을 높이는 등의 효과가 제공되는 것이다.According to the present invention, the inconvenience of manually manipulating the device when analyzing soil using a conventional general spectrophotometer is improved. In addition, it is not necessary to prepare a standard curve separately for calculating the absorbance measured by the spectrophotometer in terms of concentration and content, and also does not have to perform complicated calculations, which significantly reduces time and reduces reagent usage. In addition, it is possible to provide accurate analytical results by spectroscopicly measuring the wavelength of measurement and improving the measurement environment, thereby increasing the efficiency of soil management.

Claims (4)

토양의 각 성분에 대응한 조작버튼들이 배열되어 있는 키패드 입력수단, 토양의 침출액을 수용하는 셀들을 장착하여 그 셀들을 측정위치로 선택이송시킬 수 있는 셀이송수단, 측정위치에 위치된 이송된 셀에 대해 빛을 조사하고 그 투과되는 빛을 전기신호로 검출하는 측정광학계, 셀에 조사되는 빛의 파장을 선택하기 위해 분광하는 분광수단, 적어도 토양의 각 성분에 대응하여 파장을 선택하기 위한 데이터 정보를 기억시킨 롬을 가지고 있고 상기 조작버튼의 원터치조작에 따라 상기 분광수단을 구동하여 파장을 선택한 후 흡광도를 측정하도록 제어하는 제어수단이 포함된 것을 특징으로 하는 토양분석용 원터치식 분광광도계.Keypad input means arranged with operation buttons corresponding to each component of the soil, cell transfer means for mounting the cells containing the leachate of the soil to selectively transfer the cells to the measurement position, the transferred cell located at the measurement position A measuring optical system that irradiates light with and detects the transmitted light as an electrical signal, spectroscopic means for selecting a wavelength of light irradiated to a cell, data information for selecting a wavelength corresponding to at least each component of soil One-touch spectrophotometer for soil analysis, characterized in that it has a ROM that stores the control means for controlling the absorbance after selecting the wavelength by driving the spectroscopic means according to the one-touch operation of the operation button. 제1항에 있어서, 상기 제어수단이 상기 토양 침출액의 각 성분별로 흡광도에 대한 농도의 변화를 나타내는 표준곡선식 데이터를 내장하는 롬을 가지고 있고, 상기 토양 침출액의 측정된 흡광도를 그 표준곡선식에 대입하여 성분농도로 연산해 내도록 프로그램화되어 있는 것을 특징으로 하는 토양분석용 원터치식 분광광도계.The method of claim 1, wherein the control means has a ROM containing a standard curve data indicating a change in concentration of the absorbance for each component of the soil leachate, and the measured absorbance of the soil leachate is substituted into the standard curve One-touch spectrophotometer for soil analysis, characterized in that it is programmed to calculate the component concentration. 제2항에 있어서, 상기한 제어수단이 상기 연산된 성분농도를 토양의 성분함량으로 분석해 내도록 프로그램화되어 있는 것을 특징으로 하는 토양분석용 원터치식 분광광도계.The one-touch spectrophotometer for soil analysis according to claim 2, wherein the control means is programmed to analyze the calculated component concentration as a component content of the soil. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 상기한 제어수단이 외부시스템과 데이터통신을 위해 연결가능한 통신용 포트를 더 구비한 것을 특징으로 하는 토양분석용 원터치식 분광광도계.The soil analysis one-touch spectrophotometer according to any one of claims 1 to 3, wherein said control means further comprises a communication port connectable for data communication with an external system.
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