[发明专利]光纤式农田土壤有机质含量快速检测仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测装置，特别是涉及一种对土壤有机质进行检测的仪器。

背景技术

土壤有机质是土壤养分最重要的组成部分之一，因此，土壤有机质的含量是平衡施肥、测土配方施肥得以实现的一项关键指标。而土壤有机质含量能够反映在光谱反射率上，针对该点，较之实验室化学方法，利用光谱技术去测量土壤有机质含量具有分析速度快、样本制备简单，对于单个光谱可进行多种组分的分析、不消耗样品、没有化学污染等优点。

目前，美国ASD(Analytical Spectral Devices)公司、德国布鲁克公司等有生产用于测量地物光谱反射率的系列光谱辐射仪，且这些仪器包括全光谱便携式光谱分析仪(波长范围：350～2500nm)以及手持便携式光谱分析仪(波长范围：300～1100nm)等，这些仪器测量精度和光谱分辨率都很高，但它们的色散元件由于都是采用全息反射光栅或麦克尔逊干涉仪，因而使得仪器价格昂贵，并且由于它们是通用的精密仪器，只是适用于研究而并不适用于生产。

此外，一些研究机构和高校也开发了一些有针对性的且用于测量土壤参数的检测仪器，但其中只是很小一部分能够实现在田间进行实时测量的要求，而即便这小部分可以在现场进行测量的检测仪器，其结构也较复杂，体积和重量都比较大，极不适宜操作者在田间进行长时间的测量。

另外，现已开发的基于光谱原理的检测仪器基本是以太阳光作为入射光来测量经土壤表面反射得到的反射光，由于对于入射光光强的要求，检测仪器的使用也会受到天气等的限制；而且，目前尚没有一款针对土壤有机质的专用检测仪器。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的主要目的在于提供了一种光纤式，且自带光源、并可快速对作物根部土壤有机质进行含量检测的，便携式检测仪器。

为了达到上述目的，本发明采用了下述技术方案：

所述光纤式农田土壤有机质含量快速检测仪包括对土壤有机质含量进行检测的光路模块和与该光路模块相连的且对该光路模块进行控制以及对检测的数据进行处理并对处理后的结果予以显示的控制模块，该其中所述光路模块为包括光电探测器、探头、光纤、近红外发光二极管以及该近红外发光二极管的驱动电路；所述控制模块为包含对光电探测器传输的电信号进行放大的信号放大单元、对信号进行杂信滤除的滤波电路、对信号进行A/D转换的转换单元、对检测的数据进行处理并对光路模块进行控制的控制单元、对检测的土壤有机质含量进行显示的显示单元以及具有USB数据存储功能的存储单元。

其中，所述光纤呈Y型，其包括光输入端、反射光测量端和具有照射和收集功能的土壤探测端，所述光输入端为与所述近红外发光二极管相连，以便于将近红外发光二极管发出的入射光自该光输入端进入并沿光纤照射到被测土壤表面；所述反射光测量端则是连接于所述光电探测器，以将自土壤表面反射回来的光传输给光探测器；以及所述土壤探测端是与所述探头连接，其主要便于近红外发光二极管发出的入射光照射到被测土壤表面和传输土壤表面反射的光传输至光电二极管。

另，所述近红外发光二极管的发光中心波长为850nm。

所述信号放大单元为与所述光电二极管和A/D转换单元分别相连，其主要用以接收来自光电探测器转换的电信号并将其扩大，并传输给滤波单元；所述滤波单元则亦与所述信号放大单元和A/D转换单元连接，以对自信号放大单元处传输的经过放大的电信号进行滤波，并将该滤波后的信号传输给A/D转换单元；以及所述控制单元为与所述A/D转换单元、显示单元和具有USB数据存储功能的存储单元分别连接，其对A/D转换单元转换后数字信号进行处理并得到实际检测到的土壤有机质含量，并将该过程中产生的数据传输至存储单元进行存储以及将检测出的土壤有机质含量传输至显示单元进行显示。

通过该光纤式农田土壤有机质含量快速检测仪，其自带光源的特点避免了在对土壤有机质含量进行检测的时容易受到天气等限制的问题，且该检测仪体积小、重量轻也便于操作者携带进行长时间测量；并且其Y型光纤将光源的光导入地下以及将地下土壤漫反射光导入光电探测器，亦使得本发明所述检测仪可实时快速对土壤有机质含量进行测量；选定近红外发光二极管的发光中心波长为850nm，可以保证准确检测土壤有机质含量；同时，存储单元的USB数据存储功能也使得本发明所述检测仪实现大量数据的快速存储，并且方便快捷。

附图说明

图1为本发明所述光纤式农田土壤有机质含量快速检测仪的功能模块图；

图2为本发明所述光纤式农田土壤有机质含量快速检测仪中光路系统结构图；