[發明專利]農作物栽培基質中水肥含量原位檢測裝置及其檢測方法

有效

• 申請號: 202011206422.6
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112033929B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 梁斌;徐寶剛;徐連法
• 申請（專利權）人: 山東匯金海智慧農業研究院有限公司;濰坊匯金海物聯網技術有限公司;青島農業大學
• 主分類號: G01N21/39
• 分類號: G01N21/39;G01N21/27
• 代理公司: 北京華智則銘知識產權代理有限公司 11573
• 代理人: 李樹祥

1.農作物栽培基質中水肥含量原位檢測裝置，其特征在于：包括：水肥原位采集器（1）和光譜分析設備（2），水肥原位采集器（1）預埋在栽培基質（3）中用于時刻采集栽培基質（3）內的水肥，獲得測定樣品，光譜分析設備（2）用于發射特定波長的激光對水肥原位采集器（1）內采集的測定樣品進行檢測分析測定樣品內氮、磷、鉀的含量，水肥原位采集器（1）與光譜分析設備（2）之間設置有用于連續輸送測定樣品的連續進樣系統；

光譜分析設備（2）包括激光光源（201），激光光源（201）通過石英光纖（209）連接有多模激光分路器（202），多模激光分路器（202）上安裝有兩條光源線路，兩條光源線路分別包括測定參比光源線路（217）和測定樣品光源線路（218）；

多模激光分路器（202）將激光光源（201）發射出的激光分光成測定參比激光光束和測定樣品激光光束，測定參比激光光束沿測定參比光源線路（217）傳輸，測定樣品激光光束沿測定樣品光源線路（218）傳輸；

水肥原位采集器（1）包括水肥采集盒（11）和水肥儲存盒（12），水肥采集盒（11）和水肥儲存盒（12）之間設置有連通管道（13），水肥采集盒（11）用于時刻采集土壤內的水肥，以獲得測定樣品，并通過連通管道（13）輸送至水肥儲存盒（12）內；

水肥采集盒（11）的上方位于采集口處設置有用于對土培基質的泥土進行過濾的過濾滲透層（14），水肥儲存盒（12）內設置有浮球液位檢測開關（16）。

2.根據權利要求1所述的農作物栽培基質中水肥含量原位檢測裝置，其特征在于：測定參比光源線路（217）包括第一準直鏡（203），第一準直鏡（203）的一側間隔設置有參比光電探測器（205），第一準直鏡（203）與參比光電探測器（205）之間間隔設置有參比透射比色皿（207）。

3.根據權利要求2所述的農作物栽培基質中水肥含量原位檢測裝置，其特征在于：測定樣品光源線路（218）包括第二準直鏡（204），第二準直鏡（204）的一側間隔設置有樣品光電探測器（206），第二準直鏡（204）與樣品光電探測器（206）之間間隔設置有樣品透射比色皿（208）。

4.根據權利要求3所述的農作物栽培基質中水肥含量原位檢測裝置，其特征在于：連續進樣系統包括第一蠕動泵（213）和第二蠕動泵（214），第一蠕動泵（213）的進液端與水肥儲存盒（12）連通，第一蠕動泵（213）的出液端與樣品透射比色皿（208）的進液口連通；第二蠕動泵（214）的進液端與參比樣本池（219）連通，第二蠕動泵（214）的出液端與參比透射比色皿（207）的進液口連通。

5.一種農作物栽培基質中水肥含量原位檢測方法，其特征在于：基于權利要求1-4任一項所述的農作物栽培基質中水肥含量原位檢測裝置；該檢測方法包括如下步驟：

S1、將水肥原位采集器（1）預埋在栽培基質（3）內；

S2、栽培基質（3）內的水肥通過過濾滲透層（14）滲透至水肥采集盒（11）內，而后通過連通管道（13）進入水肥儲存盒（12）內，以獲得測定樣品；

S3、連續進樣系統為測定參比光源線路（217）和測定樣品光源線路（218）連續輸送參比樣本和測定樣品；

S4、激光光源（201）發射特定波長的光源并傳輸至多模激光分路器（202），多模激光分路器（202）將該光源分成測定參比激光光束和測定樣品激光光束，測定參比激光光束沿測定參比光源線路（217）傳輸至參比透射比色皿（207），用于照射參比樣本，測定樣品激光光束沿測定樣品光源線路（218）傳輸至樣品透射比色皿（208），用于照射測定樣品；

S5、參比光電探測器（205）檢測測定參比激光光束照射參比透射比色皿（207）內的參比樣本時的吸光度，獲得參比吸光度；

S6、樣品光電探測器（206）檢測測定樣品激光光束照射樣品透射比色皿（208）內的測定樣品時的吸光度，獲得樣品吸光度；

S7、獲取參比吸光度信號和樣品吸光度信號，并通過公式：樣品吸光度-參比吸光度=樣品實際吸光度，獲得樣品實際吸光度，根據樣品實際吸光度，計算測定樣品中相對應營養元素的含量。

6.根據權利要求5所述的一種農作物栽培基質中水肥含量原位檢測方法，其特征在于：步驟S4中，激光光源（201）包括氮元素檢測激光光源、磷元素檢測激光光源、鉀元素檢測激光光源，氮元素檢測激光光源的波長為217nm；磷元素檢測激光光源的波長為490nm；鉀元素檢測激光光源的波長為440nm。