[發明專利]一種營養液檢測裝置、方法及系統

有效

• 申請號: 202211276580.8
• 申請日: 2022-10-19
• 公開（公告）號: CN115356327B
• 公開（公告）日: 2023-04-21
• 發明（設計）人: 董大明;邢振;趙賢德;馬世祥;李傳霞;楊桂燕;田宏武
• 申請（專利權）人: 北京市農林科學院智能裝備技術研究中心
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 張睿

1.一種營養液檢測裝置，其特征在于，包括：激光發射系統、光信號收集系統、第一微泵、營養液池、管道、第一多向閥、第二多向閥、比色皿和控制器；

所述第一微泵的第一端口與所述營養液池通過所述管道連接，所述第一微泵的第二端口通過所述管道與所述第一多向閥的第一端口連接，所述第一多向閥的第二端口與所述比色皿的第一端口連接；

所述比色皿的第二端口通過所述管道與所述第二多向閥的第一端口連接，所述第二多向閥的第二端口通過所述管道與所述營養液池連接；

其中，所述控制器分別與所述激光發射系統、光信號收集系統、第一微泵、第一多向閥和第二多向閥通信連接；

其中，所述激光發射系統用于向所述比色皿發射激光信號，所述光信號收集系統用于收集拉曼光信號，其中，所述拉曼光信號是所述激光信號照射到所述比色皿中的營養液產生的；

其中，所述控制器用于控制所述第一微泵、第一多向閥和第二多向閥實現所述營養液池中營養液的循環流動；

其中，所述激光發射系統包括：微型激光器、半反半透鏡和第一聚焦鏡；所述光信號收集系統包括：第二聚焦鏡、陷波器、第三聚焦鏡和微型光柵光譜儀；

所述微型激光器發射的激光經過半反半透鏡反射后，經過第一聚焦鏡，照射到比色皿中的營養液；其中，所述第一聚焦鏡用于將平行的激光信號進行聚焦，使焦點處的植物營養液產生拉曼信號；

所述半反半透鏡采用鍍膜工藝，使實現對所述微型激光器發出的光的反射，同時實現對于波長大于850nm的光透過，保證了激光照射到營養液產生的拉曼信號光能夠完全通過半反半透鏡進入所述光信號收集系統中的第二聚焦鏡；

其中，所述裝置還包括：廢液池，所述廢液池與所述第二多向閥的第三端口連接；

其中，所述廢液池用于收集從所述第二多向閥的第三端口流出的液體；

所述控制器包括：微控制器、驅動控制單元、溫控模塊、觸發電路和驅動電路；

所述微控制器分別與所述驅動控制單元、溫控模塊、觸發電路和驅動電路通信連接；

其中，所述驅動控制單元用于響應于所述微控制器的指令，實現對于第一微泵、第二微泵、第一多向閥和第二多向閥的控制；

其中，所述溫控模塊包括激光發射系統溫控模塊和光信號收集系統溫控模塊；

其中，所述觸發電路用于觸發所述激光發射系統產生激光信號；

其中，所述驅動電路用于驅動所述光信號收集系統中的光譜儀工作；

其中，所述控制器具體用于：

在接收到測量指令的情況下，控制所述第一多向閥第一端口和第二端口開啟，所述第一多向閥的第三端口關閉，并控制所述第一微泵將所述營養液池中的營養液抽取到所述比色皿中；

其中，所述控制器還用于：

控制所述第二多向閥的第一端口和第二端口開啟，所述第二多向閥的第三端口關閉，使得所述比色皿中的營養液通過所述第二多向閥流動到所述營養液池。

2.根據權利要求1所述的營養液檢測裝置，其特征在于，所述裝置還包括：第二微泵和凈化池，所述第一多向閥的第三端口與所述凈化池通過所述管道連接，所述第二微泵設置在第一多向閥的第三端口與所述凈化池之間的管道中；

其中，所述第二微泵與所述控制器通信連接，所述凈化池中包括去離子水或純凈水。

3.根據權利要求1所述的營養液檢測裝置，其特征在于，所述控制器還用于：

在實現營養液池中營養液的循環流動之后，控制所述激光發射系統向所述比色皿發射激光信號，并控制所述光信號收集系統從所述比色皿收集拉曼光信號，根據所述拉曼光信號確定營養液離子濃度信息。

4.根據權利要求2所述的營養液檢測裝置，其特征在于，所述控制器還用于:

控制所述第一多向閥的第一端口關閉，控制所述第一多向閥的第二端口和第三端口開啟，并控制所述第二多向閥的第一端口和第三端口開啟，以及所述第二多向閥的第二端口關閉；

控制所述第二微泵將所述凈化池中的液體抽取到所述比色皿后，通過所述第二多向閥流入所述廢液池。