[發明專利]一種土壤營養元素檢測系統及方法

在審

• 申請號: 201810585667.0
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108872074A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 董大明;邢振;趙春江;趙賢德;矯雷子;田宏武;李傳霞
• 申請（專利權）人: 北京農業智能裝備技術研究中心
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;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;吳歡燕

1.一種土壤營養元素檢測系統，其特征在于，包括：負壓樣品采集艙、激光激發模塊、光譜采集模塊和傳感器分析模塊；

所述負壓樣品采集艙用于為待測土壤提供真空環境，并壓實所述待測土壤；

所述激光發射模塊用于發射激光并照射到所述待測土壤表面，在所述負壓樣品采集艙中形成等離子態光電子；

所述光譜采集模塊用于根據所述等離子態光電子獲取所述待測土壤中每一營養元素的特征光譜；

所述傳感器分析模塊用于根據任一營養元素的特征光譜和所述任一營養元素的特征光譜對應的預設光譜分析模型，獲取所述待測土壤中所述任一營養元素的含量。

2.根據權利要求1所述系統，其特征在于，還包括：氣泵和稀有氣體儲藏室，所述氣泵和所述稀有氣體儲藏室分別與所述負壓樣品采集艙連接；

其中，所述氣泵用于抽出所述負壓樣品采集艙內的空氣，以使得所述稀有氣體儲藏室中的稀有氣體進入所述負壓樣品采集艙，形成具有所述預設負壓的真空環境。

3.根據權利要求1所述系統，其特征在于，所述負壓樣品采集艙包括樣本池和壓實裝置，所述壓實裝置的上端與所述負壓樣品采集艙固連，所述樣本池位于所述壓實裝置的下方，所述壓實裝置用于壓實所述樣本池中的所述待測土壤。

4.根據權利要求3所述系統，其特征在于，還包括：三維移動平臺，所述樣本池安裝在所述三維移動平臺的上方，所述三維移動平臺通過在以下三個方向中的一個或多個方向進行移動，以改變所述樣本池的位置，所述三個方向為X軸方向、Y軸方向和Z軸方向。

5.根據權利要求3所述系統，其特征在于，所述壓實裝置的下端安裝有壓力傳感器。

6.根據權利要求1所述系統，其特征在于，所述激光發射模塊包括激光器、第一可調分光器和第二可調分光器；

其中，所述激光器用于發射初始激光，若所述激光器處于穩定狀態，所述第一可調分光器用于按照第一預設比例將所述初始激光分為第一激光和第二激光，以使得所述第一激光進入到所述第二可調分光器，所述第二可調分光器用于按照第二預設比例將所述第一激光分為第三激光和第四激光，以使得所述第三激光照射到所述待測土壤表面。

7.根據權利要求6所述系統，其特征在于，所述激光發射模塊還包括：激光控制單元和第一光電探測器；

其中，所述第一光電探測器用于將所述第二激光轉換為第一電平，所述激光控制單元根據所述第一電平與預設范圍進行比較，若所述第一電平在所述預設范圍內，則判斷所述激光器處于穩定狀態，將調整后的第一預設比例重新作為所述第一預設比例，并將調整后的第二預設比例重新作為所述第二預設比例。

8.根據權利要求6所述系統，其特征在于，所述激光發射模塊還包括：第二光電探測器，所述第二光電探測器用于將所述第四激光轉換為第二電平，以驅動所述光譜采集模塊。

9.一種根據權利要求1至8任一所述土壤營養元素檢測系統的土壤營養元素檢測方法，其特征在于，包括：

S1，將所述待測土壤放置于所述負壓樣品采集艙中，并壓實所述待測土壤；

S2，通過所述激光發射模塊發射激光并照射到所述待測土壤表面，在所述負壓樣品采集艙中形成等離子態光電子；

S3，通過所述光譜采集模塊獲取所述待測土壤中每一營養元素的特征光譜；

S4，通過所述傳感器分析模塊根據任一營養元素的特征光譜和所述任一營養元素的特征光譜對應的預設光譜分析模型，獲取所述待測土壤中所述任一營養元素的含量。

10.根據權利要求9所述方法，其特征在于，步驟S4之后還包括：

S5，移動所述待測土壤在所述負壓樣品采集艙中的位置，以測量所述待測土壤另一位置任一營養元素的含量，重復上述過程，以測量所述待測土壤表面預設區域中每一位置中任一營養元素的含量，并生成所述待測土壤表面營養元素的分布圖。