[發明專利]農田土壤氮素在線檢測系統及方法

有效

• 申請號: 201110431588.2
• 申請日: 2011-12-21
• 公開（公告）號: CN102539392A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 趙春江;鄭文剛;董大明;趙賢德;鮑鋒;申長軍;吳文彪
• 申請（專利權）人: 北京農業信息技術研究中心
• 主分類號: G01N21/63
• 分類號: G01N21/63
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

1.一種農田土壤氮素在線檢測系統，其特征在于，該系統包括：

激光器，發射預設波長的激光；

至少一套傳感探頭，用于將所述激光器發出的光照射到待測土壤表層，并收集待測土壤表面被激發至等離子態的光學信號；

傳導光纖，連接于所述激光器與傳感探頭之間，以及所述傳感探頭與信號處理模塊之間，將所述激光器發出的光傳導至所述傳感探頭，以及將所述傳感探頭收集的光學信號傳送至信號處理模塊；

信號處理模塊，用于根據所述傳感探頭收集的光學信號，計算所述待測土壤的氮素濃度。

2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述信號處理模塊進一步包括：

分光單元，與所述傳導光纖相連，用于對所述傳感探頭采集到的光學信號進行分光處理，得到等離子發射光譜；

信號收集單元，與所述分光單元相連，用于接收所述分光單元分光后的信號，并通過讀出電路向信號處理單元輸出數字化光譜；

信號處理單元，與所述信號收集單元相連，用于對所述數字化光譜進行處理，得到所述待測土壤的氮素濃度信息。

3.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述分光單元為多通道凹面光柵結構。

4.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述信號收集單元為面陣CCD。

5.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述信號處理單元為DSP處理器。

6.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述傳感探頭包括：

激光發射頭，用于將所述激光器發出的光照射到待測土壤表層；

至少一個光學信號收集探頭，用于收集預設波長的待測土壤表面被激發至等離子態的光學信號。

7.如權利要求1所述的系統，其特征在于，該系統還包括：

聚光模塊，設置于所述傳感探頭與所述傳導光纖之間，用于將所述光信號匯聚入所述傳導光纖。

8.如權利要求1所述的系統，其特征在于，該系統還包括：

控制模塊，與所述激光器相連，用于驅動所述激光器發射預設波長的激光；

溫控模塊，用于對所述激光器的基地進行溫度控制。

9.如權利要求1-8任一項所述的系統，其特征在于，所述激光器為釔鋁石榴石晶體，所述預設波長為1064nm。

10.一種農田土壤氮素在線檢測方法，其特征在于，該方法包括步驟：

S1.將傳感探頭置于待測土壤表層的預設深度，驅動激光器發射預設波長的激光；

S2.傳感探頭將所述激光器發射的激光引至待測土壤表層，同時收集待測土壤表面被激發至等離子態的光學信號，并將其傳送至信號處理模塊；

S3.所述信號處理模塊根據所述傳感探頭收集的光學信號，計算所述待測土壤的氮素濃度。