[实用新型]一种基于光电探测的土壤成分含量检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于光电探测的土壤成分含量检测装置，属于土壤检测设备的技术领域。

背景技术

土壤，是由一层层厚度各异的矿物质成分所组成大自然主体。土壤和母质层的区别表现在于形态、物理特性、化学特性以及矿物学特性等方面。由于地壳 、水蒸气、 大气和生物圈的相互作用，土层有别于母质层。它是矿物和有机物的混合组成部分，存在着固体，气体和液体状态。疏松的土壤微粒组合起来，形成充满间隙的土壤的形式。这些孔隙中含有溶解溶液（液体）和空气（气体） 。因此，土壤通常被视为有多种状态。

土壤矿物质是岩石经过风化作用形成的不同大小的矿物颗粒(砂粒、土粒和胶粒)。土壤矿物质种类很多，化学组成复杂，它直接影响土壤的物理、化学性质，是作物养分的重要来源之一。

而有机质含量的多少是衡量土壤肥力高低的一个重要标志，它和矿物质紧密地结合在一起。在一般耕地耕层中有机质含量只占土壤干重的0．5-2．5%，耕层以下更少，但它的作用却很大，群众常把含有机质较多的土壤称为“油土”。土壤有机质按其分解程度分为新鲜有机质、半分解有机质和腐殖质。

因此，对土壤的成分含量研究十分必要。如在申请号：201310547967.7 申请日：2013-11-06的文件中，该发明公开了一种用于农业温室自动采样土壤成分检测仪，包括无线执行机构、检测设备和数据显示设备；通过无线执行机构可以远距离控制，可以远程手动开启测量程序，无线执行机构主要负责目标土壤的提取、溶解、搅拌、静置等动作；检测设备可以检测出土壤的PH、氮、磷、钾、水分、温度；通过无线传输的方式将相关数据发送至服务器，服务器上安装有相关软件，用于显示数据，并提出如何改善土壤成分更有利于农作物生长的方案，以及可以显示各个参数是否符合科学含量的范围内，并且通过声光报警等方式提示工作人员以便及时改善土壤环境。

而在申请号：201510365295.7 申请日：2015-06-29的文件中，公开了一种用于土壤成分检测的土壤试样采集预处理装置，与现有技术相比解决了尚无用于土壤采样预处理装置的缺陷。本实用新型中线性模组的侧部固定安装有挡土片，挡土片和挖土刀片均为半圆形结构且两者直径相同，挡土片的直径延长线与线性模组相平行且当滑台运动至车体上方时挖土刀片的根部与挡土片的下端相接、挖土刀片的前端与挡土片的上端相接，线性模组上安装有刮土电机且刮土电机的输出轴位于挡土片的圆心处，刮土电机的输出轴上安装有刮土刷，刮土刷的长度与挡土片的直径相同，挡土片的下方开有落土口。本实用新型能够完成针对土壤成分检测而进行的采集、烘干、压片等预处理措施，可快速获得土壤成分及其含量分布情况。

尽管上述文献中，对土壤成分检测装置做出改进，使其可以自动采样、能够完成针对土壤成分检测而进行的采集、烘干、压片等预处理措施，但实际上，现有的装置仍然存在不足。现有的装置无法结合光电探测电路，精准地实现对土壤样品的检测，装置复杂，成本高，影响了装置的探测效率。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种基于光电探测的土壤成分含量检测装置，解决现有的装置无法结合光电探测电路，精准地实现对土壤样品的检测，装置复杂，成本高的问题。

本实用新型具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种基于光电探测的土壤成分含量检测装置，包括：光源、分光器、光电探测器、前置放大器、相敏检测器、控制器、显示器，其中所述光源用于生成和发射光束；所述分光器，用于将光源所发射的光束进行分光，获取所需波段的红外光并将其照射至待测土壤样品；所述光电探测器，用于接收所述土壤样品反射的红外光获得光信号，及将光信号转换成电信号；所述前置放大器，用于对光电探测器所得电信号放大处理；所述相敏检测器，用于对经放大处理后的电信号进行相敏检测，提取所需电信号；所述控制器，用于对提取的所需电信号处理得到土壤样品的成分含量，及控制显示器将所得土壤样品的成分含量显示；其中，所述前置放大器包括二极管、第一至第三电阻、运算放大器、第一电容；所述二极管的一端接地，二极管的另一端串联第一电阻后接入运算放大器的反相输入端；所述第二电阻、第一电容的一端均接地后，分别连接至运算放大器的同相输入端；所述第三电阻连接于运算放大器的反相输入端和输出端之间；所述运算放大器的输出端连接相敏检测器的输入端。

进一步地，作为本实用新型的一种优选技术方案：所述前置放大器还包括第二电容，所述第二电容与第三电阻并联。