[发明专利]农业采样系统和相关方法

说明书

本发明涉及一种自动化计算机控制的采样系统和相关方法，用于收集、处理和分析农业样本的各种化学特性，例如，植物可用营养物。采样系统允许以同时并发或半并发的方式针对不同的分析物或化学特性处理和分析多个样本。有利地，该系统可以在“如收集的”条件下处理土壤样本，而无需干燥或研磨。该系统通常包括样本制备子系统和化学分析子系统，所述样本制备子系统接收由探头收集子系统收集的土壤样本并且产生浆料(即，土壤、植被和/或肥料和水的混合物)，所述化学分析子系统处理所制备的浆料样本，从而对样本的多种分析物和/或化学特性进行量化。样本制备子系统和化学分析子系统可以被用于分析土壤、植被和/或肥料样本。公开了一种土壤收集系统，所述土壤收集系统采集样本并且将其导引至采样系统以用于处理。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2020年4月30日提交的美国临时申请No.63/017,789；于2020年4月30日提交的美国临时申请No.63/018,120；于2020年4月30日提交的美国临时申请No.63/018,153；以及于2020年4月30日提交的美国临时申请No.63/017,840的优先权，所有这些申请的全部内容都通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及农业采样和分析，并且更具体地涉及用于执行土壤和其它类型的农业相关的采样和化学特性分析的全自动系统。

背景技术

周期性的土壤测试是农业技术的重要方面。测试结果提供了有关土壤化学组分的有价值信息，例如，植物可用的营养物和其它重要的特性(例如，氮、镁、磷、钾、pH等的水平)，使得可以将各种改良剂添加到土壤中以最大限度地提高作物的质量和产量。

在一些现有的土壤采样过程中，将收集的样本干燥、研磨、添加水，并且然后过滤，以获得适合分析的土壤浆料。将萃取剂添加到浆料中，以提取植物可用的营养物。然后，将浆料过滤以产生澄清溶液或上清液，将所述澄清溶液或上清液与化学试剂混合以用于进一步分析。

期望的是改进对土壤、植被和肥料的测试。

发明内容

本公开提供了一种自动化计算机控制的采样系统(在下文中被称为“土壤采样系统”)和相关方法以用于收集、处理和分析土壤样本的各种化学特性，例如，植物可用的营养物。采样系统允许以同时并发或半并发的方式相对连续地和快速地相继处理和分析多个样本，以分析不同的分析物(例如，植物可用的营养物)和/或化学特性(例如，pH值)。有利地，该系统可以在“如收集的”条件下处理土壤样本，而无需先前所描述的干燥和研磨步骤。

本系统通常包括样本制备子系统和化学分析子系统，所述样本制备子系统接收由探头收集子系统收集的土壤样本，并且产生用于进一步处理和化学分析的浆料(即，土壤、植被和/或肥料和水的混合物)，所述化学分析子系统从样本制备子系统接收和处理所制备的浆料样本，从而对样本的分析物和/或化学特性进行量化。所描述的化学分析子系统可以被用于分析土壤、植被和/或肥料样本。

在一个实施例中，样本制备系统通常包括混合器-过滤器设备，其将处于“如采样的”(例如，未干燥且未研磨的)条件下的所收集的原始土壤样本与水混合以形成样本浆料。然后，混合器-过滤器设备在从该设备萃取浆料期间过滤浆料，用于在化学分析子系统中处理。化学分析子系统处理浆料，并且执行萃取剂和变色试剂添加/混合的一般功能，将浆料样本离心以产生澄清上清液，并且最终感测或分析以用于检测分析物和/或化学特性(例如，经由比色分析)。

尽管采样系统(例如，样本收集、制备和处理)在本文中可以针对处理土壤样本来描述，这表示所公开的实施例的一类用途，但是应当理解，包括该设备的相同系统和相关过程还可以被用于处理其它类型的农业相关样本，包括但不限于植被/植物、草料、肥料、饲料、牛奶或其它类型的样本。因此，本文中的公开内容应当被广泛地视为农业采样系统。因此，本公开内容显然不限于仅用于针对感兴趣的化学特性来处理和分析土壤样本。

附图说明