一種基于光電探測的土壤成分含量檢測裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種基于光電探測的土壤成分含量檢測裝置，包括：光源、分光器、光電探測器、前置放大器、相敏檢測器、控制器、顯示器，其中所述光源用于生成和發射光束；所述分光器，用于將光源所發射的光束進行分光，獲取所需波段的紅外光并將其照射至待測土壤樣品；所述光電探測器，用于接收所述土壤樣品反射的紅外光獲得光信號，及轉換成電信號；所述前置放大器，用于放大處理；所述相敏檢測器，用于對進行相敏檢測，提取所需電信號；所述控制器，用于對提取的所需電信號處理得到土壤樣品的成分含量，及控制顯示器顯示。本發明專利技術利用簡單的電路結構，使得信號在放大過程中具備良好的穩定性和放大作用，具備低功耗功能，且探測的精準性更高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種基于光電探測的土壤成分含量檢測裝置，屬于土壤檢測設備的

技術介紹
土壤，是由一層層厚度各異的礦物質成分所組成大自然主體。土壤和母質層的區別表現在于形態、物理特性、化學特性以及礦物學特性等方面。由于地殼、水蒸氣、大氣和生物圈的相互作用，土層有別于母質層。它是礦物和有機物的混合組成部分，存在著固體，氣體和液體狀態。疏松的土壤微粒組合起來，形成充滿間隙的土壤的形式。這些孔隙中含有溶解溶液（液體）和空氣（氣體）。因此，土壤通常被視為有多種狀態。土壤礦物質是巖石經過風化作用形成的不同大小的礦物顆粒(砂粒、土粒和膠粒)。土壤礦物質種類很多，化學組成復雜，它直接影響土壤的物理、化學性質，是作物養分的重要來源之一。而有機質含量的多少是衡量土壤肥力高低的一個重要標志，它和礦物質緊密地結合在一起。在一般耕地耕層中有機質含量只占土壤干重的0．5-2．5%，耕層以下更少，但它的作用卻很大，群眾常把含有機質較多的土壤稱為“油土”。土壤有機質按其分解程度分為新鮮有機質、半分解有機質和腐殖質。因此，對土壤的成分含量研究十分必要。如在申請號：201310547967.7申請日：2013-11-06的文件中，該專利技術公開了一種用于農業溫室自動采樣土壤成分檢測儀，包括無線執行機構、檢測設備和數據顯示設備；通過無線執行機構可以遠距離控制，可以遠程手動開啟測量程序，無線執行機構主要負責目標土壤的提取、溶解、攪拌、靜置等動作；檢測設備可以檢測出土壤的PH、氮、磷、鉀、水分、溫度；通過無線傳輸的方式將相關數據發送至服務器，服務器上安裝有相關軟件，用于顯示數據，并提出如何改善土壤成分更有利于農作物生長的方案，以及可以顯示各個參數是否符合科學含量的范圍內，并且通過聲光報警等方式提示工作人員以便及時改善土壤環境。而在申請號：201510365295.7申請日：2015-06-29的文件中，公開了一種用于土壤成分檢測的土壤試樣采集預處理裝置，與現有技術相比解決了尚無用于土壤采樣預處理裝置的缺陷。本專利技術中線性模組的側部固定安裝有擋土片，擋土片和挖土刀片均為半圓形結構且兩者直徑相同，擋土片的直徑延長線與線性模組相平行且當滑臺運動至車體上方時挖土刀片的根部與擋土片的下端相接、挖土刀片的前端與擋土片的上端相接，線性模組上安裝有刮土電機且刮土電機的輸出軸位于擋土片的圓心處，刮土電機的輸出軸上安裝有刮土刷，刮土刷的長度與擋土片的直徑相同，擋土片的下方開有落土口。本專利技術能夠完成針對土壤成分檢測而進行的采集、烘干、壓片等預處理措施，可快速獲得土壤成分及其含量分布情況。盡管上述文獻中，對土壤成分檢測裝置做出改進，使其可以自動采樣、能夠完成針對土壤成分檢測而進行的采集、烘干、壓片等預處理措施，但實際上，現有的裝置仍然存在不足。現有的裝置無法結合光電探測電路，精準地實現對土壤樣品的檢測，裝置復雜，成本高，影響了裝置的探測效率。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于克服現有技術的不足，提供一種基于光電探測的土壤成分含量檢測裝置，解決現有的裝置無法結合光電探測電路，精準地實現對土壤樣品的檢測，裝置復雜，成本高的問題。本專利技術具體采用以下技術方案解決上述技術問題：一種基于光電探測的土壤成分含量檢測裝置，包括：光源、分光器、光電探測器、前置放大器、相敏檢測器、控制器、顯示器，其中所述光源用于生成和發射光束；所述分光器，用于將光源所發射的光束進行分光，獲取所需波段的紅外光并將其照射至待測土壤樣品；所述光電探測器，用于接收所述土壤樣品反射的紅外光獲得光信號，及將光信號轉換成電信號；所述前置放大器，用于對光電探測器所得電信號放大處理；所述相敏檢測器，用于對經放大處理后的電信號進行相敏檢測，提取所需電信號；所述控制器，用于對提取的所需電信號處理得到土壤樣品的成分含量，及控制顯示器將所得土壤樣品的成分含量顯示；其中，所述前置放大器包括二極管、第一至第三電阻、運算放大器、第一電容；所述二極管的一端接地，二極管的另一端串聯第一電阻后接入運算放大器的反相輸入端；所述第二電阻、第一電容的一端均接地后，分別連接至運算放大器的同相輸入端；所述第三電阻連接于運算放大器的反相輸入端和輸出端之間；所述運算放大器的輸出端連接相敏檢測器的輸入端。進一步地，作為本專利技術的一種優選技術方案：所述前置放大器還包括第二電容，所述第二電容與第三電阻并聯。進一步地，作為本專利技術的一種優選技術方案：所述二極管采用PIN光電二極管。進一步地，作為本專利技術的一種優選技術方案：所述PIN光電二極管的響應率為0.9W/A。進一步地，作為本專利技術的一種優選技術方案：所述運算放大器采用LM382型放大器本專利技術采用上述技術方案，能產生如下技術效果：本專利技術提供的基于光電探測的土壤成分含量檢測裝置，通過對裝置的改進，使得電路可以更精準地實現探測。在光源產生光束后，分光器將光源所發射的光束進行分光得到所需波段的紅外光照射至土壤樣品上，由土壤樣品將光束反射進入光電探測器；光電探測器接收所述土壤樣品反射的紅外光獲得光信號，及將光信號轉換成電信號并進行相敏檢測后輸入控制器；控制器獲得土壤樣品的成分含量，并輸入顯示器中顯示。利用光電探測模式，使得光源可以發射足夠強度的光束，利用簡單的電路結構，使得信號在放大過程中具備良好的穩定性和放大作用，具備低功耗功能，且探測的精準性更高，有效提高裝置的實用性能，便有在土壤檢測過程中使用。可以解決現有的裝置無法結合光電探測電路，精準地實現對土壤樣品的檢測，裝置復雜，成本高的問題。附圖說明圖1為本專利技術的基于光電探測的土壤成分含量檢測裝置的模塊示意圖。圖2為本專利技術的前置放大器電路結構示意圖。具體實施方式下面結合說明書附圖對本專利技術的實施方式進行描述。如圖1所示，本專利技術設計了一種基于光電探測的土壤成分含量檢測裝置，包括：光源、分光器、光電探測器、前置放大器、相敏檢測器、控制器、顯示器，其中所述光源用于生成和發射光束；所述分光器，用于將光源所發射的光束進行分光，獲取所需波段的紅外光并將其照射至待測土壤樣品；所述光電探測器，用于接收所述土壤樣品反射的紅外光獲得光信號，及將光信號轉換成電信號；所述前置放大器，用于對光電探測器所得電信號放大處理；所述相敏檢測器，用于對經放大處理后的電信號進行相敏檢測，提取所需電信號；所述控制器，用于對提取的所需電信號處理得到土壤樣品的成分含量，及控制顯示器將所得土壤樣品的成分含量顯示。所述裝置的原理是：在光源產生光束后，分光器將光源所發射的光束進行分光得到所需波段的紅外光照射至土壤樣品上，由土壤樣品將光束反射進入光電探測器；光電探測器接收所述土壤樣品反射的紅外光獲得光信號，及將光信號轉換成電信號并進行相敏檢測后輸入控制器；控制器獲得土壤樣品的成分含量，并輸入顯示器中顯示。利用光電探測模式，使得光源可以發射足夠強度的光束，利用簡單的電路結構，使得信號在放大過程中具備良好的穩定性和放大作用。其中，所述前置放大器的電路結構如圖2所示，包括二極管D1、第一至第三電阻、運算放大器OP1、第一電容C1；所述二極管D1的一端接地，二極管D1的另一端串聯第一電阻R1后接入運算放大器OP1的反相輸入端；所述第二電阻R2、第一電容C1的一端均接地后，分別連接至運算放大器OP1的同相輸入端；本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于光電探測的土壤成分含量檢測裝置，其特征在于，包括：光源、分光器、光電探測器、前置放大器、相敏檢測器、控制器、顯示器，其中所述光源用于生成和發射光束；所述分光器，用于將光源所發射的光束進行分光，獲取所需波段的紅外光并將其照射至待測土壤樣品；所述光電探測器，用于接收所述土壤樣品反射的紅外光獲得光信號，及將光信號轉換成電信號；所述前置放大器，用于對光電探測器所得電信號放大處理；所述相敏檢測器，用于對經放大處理后的電信號進行相敏檢測，提取所需電信號；所述控制器，用于對提取的所需電信號處理得到土壤樣品的成分含量，及控制顯示器將所得土壤樣品的成分含量顯示；其中，所述前置放大器包括二極管、第一至第三電阻、運算放大器、第一電容；所述二極管的一端接地，二極管的另一端串聯第一電阻后接入運算放大器的反相輸入端；所述第二電阻、第一電容的一端均接地后，分別連接至運算放大器的同相輸入端；所述第三電阻連接于運算放大器的反相輸入端和輸出端之間；所述運算放大器的輸出端連接相敏檢測器的輸入端。

【技術特征摘要】
1.一種基于光電探測的土壤成分含量檢測裝置，其特征在于，包括：光源、分光器、光電探測器、前置放大器、相敏檢測器、控制器、顯示器，其中所述光源用于生成和發射光束；所述分光器，用于將光源所發射的光束進行分光，獲取所需波段的紅外光并將其照射至待測土壤樣品；所述光電探測器，用于接收所述土壤樣品反射的紅外光獲得光信號，及將光信號轉換成電信號；所述前置放大器，用于對光電探測器所得電信號放大處理；所述相敏檢測器，用于對經放大處理后的電信號進行相敏檢測，提取所需電信號；所述控制器，用于對提取的所需電信號處理得到土壤樣品的成分含量，及控制顯示器將所得土壤樣品的成分含量顯示；其中，所述前置放大器包括二極管、第一至第三電阻、運算放大器、第一電容；所述二極管的一端接地，二極管的另一端...

【專利技術屬性】
技術研發人員：范磊，
申請(專利權)人：江蘇智石科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32