[發明專利]基于表面增強拉曼光譜的便攜式多功能土壤養分速測儀

有效

• 申請號: 201710115088.5
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106872440B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 郭紅燕;王儒敬;宋良圖;趙愛武;汪六三;魯翠萍;黃河;汪玉冰;張正勇;劉洋;高鈞;張俊卿;陳翔宇;朱利凱;黃偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 梁美珠;奚華保

1.基于表面增強拉曼光譜的便攜式多功能土壤養分速測儀，其特征在于：該速測儀包括控制模塊、傳感器模塊、數據采集模塊、數據存儲模塊、顯示模塊、GPS模塊、報警模塊、電源模塊、激光器、拉曼探頭、光譜儀和樣品架；所述傳感器模塊包括CCD光纖傳感器、水分傳感器、溫度傳感器和pH傳感器；所述電源模塊用于為控制模塊、傳感器模塊、顯示模塊、GPS模塊和報警模塊供電；所述CCD光纖傳感器設置在激光器與拉曼探頭之間；所述激光器與光譜儀相連；所述拉曼探頭安裝在CCD光纖傳感器上；所述樣品架包括樣品架本體和覆蓋在樣品架本體上表面的貴金屬納米層；所述CCD光纖傳感器、水分傳感器、溫度傳感器和pH傳感器從左向右依次安裝在速測儀殼體正面外側；所述顯示模塊設置在速測儀殼體上表面；所述激光器和光譜儀安裝在速測儀殼體內側；所述拉曼探頭和樣品架設置在速測儀殼體外側，且樣品架連接在CCD光纖傳感器上；

將水分傳感器、溫度傳感器和pH傳感器插入待測土壤中，同時取一部分該待測土壤作為待測土壤樣品平鋪在樣品架上；

所述控制模塊通過數據采集模塊采集CCD光纖傳感器、水分傳感器、溫度傳感器和pH傳感器的實時檢測數據；控制模塊通過光譜儀對CCD光纖傳感器的檢測數據進行分析，得出待測土壤的養分譜圖，并將待測土壤的養分譜圖與標準養分譜圖對比，從而獲取待測土壤中各養分的含量；控制模塊對各傳感器實時檢測數據進行分析，通過報警模塊對異常數據進行報警；控制模塊通過GPS模塊讀取當前待測土壤數據采集點的位置信息，并將位置信息與各傳感器的實時檢測數據進行對應；控制模塊通過數據存儲模塊對各傳感器的實時檢測數據及相應的位置信息進行存儲，用于后期導出、分析和數據歸檔；控制模塊通過顯示模塊實時顯示待測土壤的數據信息；

所述貴金屬納米層為若干均勻分布的直徑為500nm的金納米錐或者若干均勻分布的頂端分叉的微米柱；相鄰金納米錐之間的間距為100nm；所述微米柱的直徑為1μm，分叉的直徑為100nm。

2.根據權利要求1所述的基于表面增強拉曼光譜的便攜式多功能土壤養分速測儀，其特征在于：所述激光器的激發波長為785nm。

3.根據權利要求1所述的基于表面增強拉曼光譜的便攜式多功能土壤養分速測儀，其特征在于：所述電源模塊采用7.2V直流電壓源經過LM2940穩壓芯片調整后輸出5V直流電壓。

4.根據權利要求1所述的基于表面增強拉曼光譜的便攜式多功能土壤養分速測儀，其特征在于：所述報警模塊采用大功率蜂鳴器。