[發(fā)明專利]一種EDXRF土壤鉀、磷含量檢測系統(tǒng)與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110173104.2
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112964742B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹亮;王蕾越;朱建;劉鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號: G01N23/223
• 分類號: G01N23/223
• 代理公司: 北京知呱呱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11577
• 代理人: 孫志一

本發(fā)明公開了一種EDXRF土壤鉀、磷含量檢測系統(tǒng)與方法。所述EDXRF土壤鉀、磷含量檢測方法包括原始譜圖獲取、基線扣除、濾波處理、濾波處理、線性插值、局部加權(quán)回歸平滑、峰值擬合等步驟。本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可以在不同土壤基質(zhì)之間實現(xiàn)快速、半定量分析，在相近土壤基質(zhì)樣本中實現(xiàn)快速、定量分析。對于大面積耕地的肥效檢測具有非常好的適用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種EDXRF土壤鉀、磷含量檢測系統(tǒng)與方法。

背景技術(shù)

農(nóng)作物生長需要多種養(yǎng)分，K(鉀)元素和P(磷)元素是其中用量大且含量變化大的兩種。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中土壤耕作前需要針對性的施肥，不同的作物、不同的土壤現(xiàn)狀、不同的氣候都對施肥種類、施肥量有很大影響。若是土壤本身K、P元素含量較高，肥力流失慢，那么就不需要施肥，或少量施肥。反之則需大量補充，以確保作物養(yǎng)分供給良好。中國耕地面積達18億畝，耕作物種類豐富。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植前要對土壤養(yǎng)分做評估，其中就包含K和P的含量。

應(yīng)用于農(nóng)業(yè)場景的土壤檢測方法需滿足速度快、精準(zhǔn)、成本低三種特征。當(dāng)前K、P元素測量以實驗室化學(xué)方法為主。國外研究中，有研究者描述一種自動方法來測定特殊土壤提取物中的P和K。有研究者使用特殊光強閾值法對待測土壤K、P含量進行定性判斷。有研究者使用圖像識別結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法對土壤N、P、K進行處理，結(jié)果較好。國內(nèi)研究者主要參考國家標(biāo)準(zhǔn)測定方法，有研究者采用國家標(biāo)準(zhǔn)方法，全鉀測量使用氫氧化鈉熔融--火焰光度法，全磷測量使用氫氧化鈉熔融--堿鉬銻鈧比色法，結(jié)果較為準(zhǔn)確；有研究者使用高氯酸、鹽酸、氫氟酸特殊配比的一種消解液測量K、P兩種元素，效果較好。有研究者使用可見、近紅外光譜法用于測量K和P的含量，具有較高精度。有研究者使用近紅外光譜配合最小二乘支持向量機對K和P含量進行測量，具有較高準(zhǔn)確度。有研究者使用LED光源及光纖傳感器對土壤K、P進行測量，結(jié)果較為精確。有研究者使用電感耦合等離子體光譜的方法測量肥料中的K、P含量，結(jié)果較為準(zhǔn)確。

上述方法中化學(xué)方法測量準(zhǔn)確度高，但是速度慢，流程十分復(fù)雜，對于計量人員有較高要求。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明提供一種EDXRF土壤鉀、磷含量檢測系統(tǒng)和方法，以解決現(xiàn)有檢測方法速度慢，流程十分復(fù)雜，對于計量人員有較高要求的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種EDXRF土壤鉀、磷含量檢測方法，所述EDXRF土壤鉀、磷含量檢測方法包括如下步驟：

步驟a、通過EDXRF土壤鉀、磷含量檢測系統(tǒng)獲取多個標(biāo)準(zhǔn)土壤樣品的多個標(biāo)準(zhǔn)樣品原始譜圖和待測土壤樣品的測量樣品原始譜圖；

步驟b、對標(biāo)準(zhǔn)樣品譜圖和測量樣品譜圖進行基線扣除，得到標(biāo)準(zhǔn)樣品凈譜圖和測量樣品凈譜圖；

步驟c、對標(biāo)準(zhǔn)樣品凈譜圖和測量樣品凈譜圖進行濾波處理，得到標(biāo)準(zhǔn)樣品濾波譜圖和測量樣品濾波譜圖；

步驟d、對標(biāo)準(zhǔn)樣品濾波譜圖和測量樣品濾波譜圖進行線性插值，得到標(biāo)準(zhǔn)樣品插值譜圖和測量樣品插值譜圖；

步驟e、對標(biāo)準(zhǔn)樣品插值譜圖和測量樣品插值譜圖進行局部加權(quán)回歸平滑，得到標(biāo)準(zhǔn)樣品加權(quán)譜圖和測量樣品加權(quán)譜圖；

步驟f、對標(biāo)準(zhǔn)樣品加權(quán)譜圖和測量樣品加權(quán)譜圖進行峰值擬合，得到標(biāo)準(zhǔn)樣品擬合譜圖和測量樣品擬合譜圖；

步驟g、計算標(biāo)準(zhǔn)樣品擬合譜圖和測量樣品擬合譜圖中鉀元素峰面積，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)樣品擬合譜圖的鉀元素峰面積得到鉀元素定量分析向量系數(shù)，根據(jù)鉀元素定量分析向量系數(shù)和測量樣品擬合譜圖鉀元素的峰面積計算測量樣品的鉀元素含量；

步驟h、計算標(biāo)準(zhǔn)樣品擬合譜圖和測量樣品擬合譜圖中磷元素峰面積，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)樣品擬合譜圖的磷元素峰面積得到磷元素定量分析向量系數(shù)，根據(jù)磷元素定量分析向量系數(shù)和測量樣品擬合譜圖磷元素的峰面積計算測量樣品的磷元素含量。