專利名稱：脈沖氙燈式土壤養(yǎng)分測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于土壤養(yǎng)分檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種脈沖氙燈式土壤養(yǎng)分測(cè)試儀。
背景技術(shù)：
土壤養(yǎng)分參數(shù)是重要的土壤肥力指標(biāo)，它反映了土壤供給作物生長(zhǎng)的能力。近年 來(lái)，我國(guó)大力推行測(cè)土配方施肥技術(shù)，以促進(jìn)提高肥料利用率，并有效地減少由于過(guò)度施肥 導(dǎo)致的環(huán)境污染問題。土壤養(yǎng)分測(cè)試是測(cè)土配方施肥的基礎(chǔ)，對(duì)土壤養(yǎng)分進(jìn)行準(zhǔn)確和快速 的測(cè)量是精準(zhǔn)施肥的基礎(chǔ)。對(duì)土壤養(yǎng)分的檢測(cè)有多種方法，一般情況，可通過(guò)原子吸收分光 光度計(jì)測(cè)量土壤中的金屬微量元素；對(duì)于土壤中的非金屬元素，常用的方法是通過(guò)紫外分 光光度計(jì)或者光電比色計(jì)進(jìn)行；通過(guò)電化學(xué)傳感器測(cè)量土壤中的PH值和電導(dǎo)率等。對(duì)于土 壤中的部分大量元素，也有通過(guò)近紅外方法進(jìn)行測(cè)試的報(bào)道。土壤養(yǎng)分中非金屬元素測(cè)試常用的紫外可見光分光光度計(jì)通常采用單光束或雙 光束光源、單通道的光電倍增管實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換、通常采用波長(zhǎng)掃描機(jī)構(gòu)(光柵或正弦機(jī)構(gòu)) 實(shí)現(xiàn)整個(gè)光譜范圍的波長(zhǎng)掃描。因此，這類儀器體積龐大、測(cè)量速度慢、不能在線測(cè)量、儀器 使用要求固定安放不能有任何震動(dòng)條件，故其只能在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)使用，而限制了其在農(nóng)業(yè)現(xiàn) 場(chǎng)和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用推廣。近年來(lái)，隨著光電技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、CCD檢測(cè)器等技術(shù)的發(fā)展、 將該類分光光度計(jì)小型化、便攜化直接進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的業(yè)務(wù)需求越來(lái)越多。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的設(shè)備體積大，測(cè)試條件苛刻的不足，提供了一種 脈沖氙燈式土壤養(yǎng)分測(cè)試儀。其特征在于，所述樣品模塊位于光源模塊及分光模塊之間，所 述分光模塊與檢測(cè)模塊相連，所述檢測(cè)模塊與信號(hào)處理模塊相連，所述信號(hào)處理模塊與顯 示模塊相連；電源模塊與所述光源模塊相連；控制模塊分別與所述電源模塊、光源模塊以及信號(hào)處理模塊相連。所述光源模塊為脈沖氙燈，發(fā)射200-760nm的連續(xù)光譜。所述分光光柵為C-T單色器，波長(zhǎng)范圍為190-1000nm。所述檢測(cè)器為1024像元的光電二極管陣列檢測(cè)器。所述CPU及通信控制接口模塊中的信號(hào)處理采用16位基于ARMCorteX-M3嵌入式 系統(tǒng)的STM32單片機(jī)。所述樣品模塊采用石英樣品池。本實(shí)用新型不僅實(shí)現(xiàn)了高精度分光，還可一次性地掃描全光譜，光源不僅壽命長(zhǎng)， 且可在執(zhí)行掃描時(shí)隨時(shí)啟動(dòng)，不需要預(yù)熱。因此，本實(shí)用新型的脈沖氙燈式土壤養(yǎng)分測(cè)試儀 不僅具有常規(guī)實(shí)驗(yàn)室用紫外可見光分光光度計(jì)的基本功能，還具有便攜、抗震、快捷、經(jīng)濟(jì)、 實(shí)用等附加功能，可以準(zhǔn)確、快捷地進(jìn)行土壤養(yǎng)分中非金屬元素的高效測(cè)試。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說(shuō)明

圖1為脈沖氙燈式土壤養(yǎng)分測(cè)試儀的結(jié)構(gòu)組成。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，脈沖氙燈式土壤養(yǎng)分測(cè)試儀由電源模塊、光源模塊、樣品模塊、分光 模塊、信號(hào)處理模塊、控制模塊、顯示模塊組成。電源模塊由220V交流供電和12V鋰離子電池組成，負(fù)責(zé)利用交流電或蓄電池給儀 器的各部件供電。光源模塊由脈沖氙燈組成，可發(fā)射200-760nm的連續(xù)光譜，照射到樣品模塊上。樣品模塊使用石英樣品比色皿以減少紫外光的損失。分光模塊對(duì)通過(guò)樣品模塊的復(fù)合光進(jìn)行分光，采用衍射光柵C-T單色器作為分光 器部件，實(shí)現(xiàn)同步后分光而不影響分辨率。檢測(cè)模塊采用1024像元的光電二極管陣列PDA作為檢測(cè)器，將光柵分光后的光信 號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，無(wú)需轉(zhuǎn)動(dòng)光柵即可實(shí)現(xiàn)全波段光譜掃描。經(jīng)過(guò)檢測(cè)模塊的電信號(hào)傳輸至信號(hào)處理模塊，處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)顯示模塊顯示。控制模塊采用16位基于ARM Cortex-M3嵌入式系統(tǒng)的STM32單片機(jī)及其I/O接 口，控制電源和光源的開閉，并檢測(cè)模塊采集的各種原始信息進(jìn)行分析和處理。顯示模塊采用2. 8寸320 X 240真彩觸摸屏。
權(quán)利要求1.脈沖氙燈式土壤養(yǎng)分測(cè)試儀，其特征在于，所述樣品模塊位于光源模塊及分光模塊 之間，所述分光模塊與檢測(cè)模塊相連，所述檢測(cè)模塊與信號(hào)處理模塊相連，所述信號(hào)處理模 塊與顯示模塊相連；電源模塊與所述光源模塊相連；控制模塊分別與所述電源模塊、光源模塊以及信號(hào)處理模塊相連。
2.如權(quán)利要求1所述的測(cè)試儀，其特征在于，所述光源模塊為脈沖氙燈。
3.如權(quán)利要求1所述的測(cè)試儀，其特征在于，所述分光模塊為C-T單色器。
4.如權(quán)利要求1所述的測(cè)試儀，其特征在于，所述檢測(cè)模塊為1024像元的光電二極管 陣列檢測(cè)器。
專利摘要本實(shí)用新型提出了一種脈沖氙燈式土壤養(yǎng)分測(cè)試儀。采用可發(fā)射200-760nm的連續(xù)光譜的脈沖氙燈作為紫外可見光的光源；以衍射光柵C-T單色器作為分光器部件實(shí)現(xiàn)同步后分光；利用1024像元的光電二極管陣列PDA作為檢測(cè)器，無(wú)需轉(zhuǎn)動(dòng)光柵即可實(shí)現(xiàn)全波段光譜掃描；信號(hào)處理采用16位基于ARMCortex-M3嵌入式系統(tǒng)的STM32單片機(jī)。脈沖氙燈式土壤養(yǎng)分測(cè)試儀不僅具有常規(guī)實(shí)驗(yàn)室用紫外可見光分光光度計(jì)的基本功能，還具有便攜、抗震、快捷、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用等附加功能，可以準(zhǔn)確、快捷地進(jìn)行土壤養(yǎng)分中N、P、S、B等非金屬元素的高效測(cè)試。
文檔編號(hào)G01N21/31GK201788146SQ20102051132
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者李選培, 胡娟秀, 賀冬仙, 魯紹坤 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)