[发明专利]农田土壤氮素在线检测系统及方法

权利要求书

1.一种农田土壤氮素在线检测系统，其特征在于，该系统包括：

激光器，发射预设波长的激光；

至少一套传感探头，用于将所述激光器发出的光照射到待测土壤表层，并收集待测土壤表面被激发至等离子态的光学信号；

传导光纤，连接于所述激光器与传感探头之间，以及所述传感探头与信号处理模块之间，将所述激光器发出的光传导至所述传感探头，以及将所述传感探头收集的光学信号传送至信号处理模块；

信号处理模块，用于根据所述传感探头收集的光学信号，计算所述待测土壤的氮素浓度。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号处理模块进一步包括：

分光单元，与所述传导光纤相连，用于对所述传感探头采集到的光学信号进行分光处理，得到等离子发射光谱；

信号收集单元，与所述分光单元相连，用于接收所述分光单元分光后的信号，并通过读出电路向信号处理单元输出数字化光谱；

信号处理单元，与所述信号收集单元相连，用于对所述数字化光谱进行处理，得到所述待测土壤的氮素浓度信息。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述分光单元为多通道凹面光栅结构。

4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述信号收集单元为面阵CCD。

5.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述信号处理单元为DSP处理器。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感探头包括：

激光发射头，用于将所述激光器发出的光照射到待测土壤表层；

至少一个光学信号收集探头，用于收集预设波长的待测土壤表面被激发至等离子态的光学信号。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括：

聚光模块，设置于所述传感探头与所述传导光纤之间，用于将所述光信号汇聚入所述传导光纤。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统还包括：

控制模块，与所述激光器相连，用于驱动所述激光器发射预设波长的激光；

温控模块，用于对所述激光器的基地进行温度控制。

9.如权利要求1-8任一项所述的系统，其特征在于，所述激光器为钇铝石榴石晶体，所述预设波长为1064nm。

10.一种农田土壤氮素在线检测方法，其特征在于，该方法包括步骤：

S1.将传感探头置于待测土壤表层的预设深度，驱动激光器发射预设波长的激光；

S2.传感探头将所述激光器发射的激光引至待测土壤表层，同时收集待测土壤表面被激发至等离子态的光学信号，并将其传送至信号处理模块；

S3.所述信号处理模块根据所述传感探头收集的光学信号，计算所述待测土壤的氮素浓度。