本發明專利技術公開了一種土壤總含磷量檢測裝置，包括：用于放置土壤樣品的暗箱；用于向暗箱中的土壤樣品發射檢測光的光照模塊；用于接收土壤樣品反射光的光譜采集模塊；用于接收并處理來自所述光譜采集模塊的信號的光譜處理模塊。本發明專利技術還公開了一種利用所述土壤總含磷量檢測裝置檢測土壤總含磷量的方法。本發明專利技術土壤總含磷量檢測裝置結構簡單，可以根據需要選擇不同的特定波長的濾光片，利用多元線性回歸建立模型，用于測量土壤樣品的不同指標，檢測過程簡便快捷、檢測結果準確可靠、檢測成本低、無污染。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及土壌檢測領域，具體涉及ー種土壤總含磷量檢測裝置以及方法。
技術介紹
磷是植物生長發育所必需的營養元素，土壌總含磷量是鑒別土壌肥力的重要指標，如果土壤總含磷量很低，作物缺磷的可能性很太。。土壤中的總含磷量主要取決于成土母質類型、風化程度和土壤中磷的淋出情況，在耕地土壌中，總含磷量還受到人為因素如耕作栽培等過程的影響。一般來說，隨著風化 作用的進行，土壤總含磷量呈下降趨勢。土壤中磷可分為土壤無機磷和土壌有機磷，土壌無機磷是土壤磷的主體，多數情況下，旱地土壤中無機磷可占總含磷量的70%以上，在水稻土中無機磷可占總含磷量55% 70% ;從世界范圍看，土壌有機磷占總含磷量的比例多在15% 80%，我國土壤有機磷一般占總含磷量的20% 50%，但在森林和草原植被下發育的土壤也有達到50% 80%的。土壤有機磷與無機磷之間存在礦化與生物固定兩個方向相反的過程。申請號為200910077709. O的專利技術公開了ー種測定土壤中速效磷含量的方法。該方法包括以下步驟1)各待測土壤樣品用浸提劑浸提，得到浸提液；所述浸提劑是PH值為8.0-8. 5的O. 5mol ·じ1的NaHCO3溶液；2)各上述步驟I)的浸提液過濾，在濾液中依次加入試劑A和試劑B，得到反應液，將反應液進行色度值或吸光度值比較，得出待測土壤樣品中速效磷的含量；所述試劑A是鑰酸銨的酸溶液；所述試劑B是將氯化亞錫的酸溶液和甘油混合得到的。申請號為200810023902. I的專利技術公開了ー種基于圖像分析的土壌速效磷的測定方法，將含磷待測液與顯色劑反應進行，顯示出藍色，其藍色深淺可以用藍色度來表征，藍色度與磷含量呈高度線性相關。利用圖像分析軟件獲取土壤待測液以及標樣的圖像平均藍色度，建立標樣的濃度與標樣的平均藍色度值的線性方程Y = A-BX (這里Y為標樣的濃度，X為標樣的平均藍色度值，A，B為常數)。將待測液的平均藍色度值代入上述方程，獲取含磷待測液的磷濃度，再算出土壌速效磷的含量。測量土壌的總磷含量是了解土壌肥力的重要途徑，獲取土壤總磷含量信息對于農業和環境等方面的研究很有意義。現有技術中通常采用鑰銻抗比色法測定磷含量，測量過程費時、費力、耗材成本高，且中間過程容易產生化學污染。因此，需要提供一種能夠快速、準確地檢測土壤中總磷含量的方法。
技術實現思路
本專利技術提供了一種土壤總含磷量檢測方法，操作簡單，能夠快速準確地實現土壤樣品中總含磷量的檢測。一種土壤總含磷量檢測裝置，包括用于放置土壤樣品的暗箱；用于向暗箱中的土壤樣品發射檢測光的光照模塊；用于接收土壤樣品反射光的光譜采集模塊；用于接收并處理來自所述光譜采集模塊的信號的光譜處理模塊；所述光照模塊包括在光路上依次布置的LED點光源陣列、反射蓋、第一聚焦透鏡、第二聚焦透鏡以及輸出光纖，所述LED點光源陣列包括400nm、460nm、540nm、740nm、850nm、950nm、980nm和1070nm的LED點光源各ー盞，所有LED點光源呈圓環形排列且均勻分布。土壤樣品置于所述暗箱中，所述光照模塊向暗箱中的土壤樣品發射特定波長的檢測光，所述光譜采集模塊采集不同波長處土壤樣品的反射光，所述光譜處理模塊接收所述的反射光，提取不同波長的反射光的反射率，利用式Y= 1028X^982X^1848X3+6194X4-3779Xs-505. 64X6-140. 89X7+115. 78Xg+12. 63 計算得到土壤樣品總含磷量。土壤樣品置于所述暗箱內，隔離外界光線，避免外界光線對土壤樣品反射光的采集形成干擾，提高土壌樣品總含磷量檢測結果的準確性。所述LED點光源發出特定波長的光，經反射蓋反射后，由第一聚焦透鏡變為平行光，該平行光經第二聚焦透鏡聚焦后，進入輸出光纖，由輸出光纖傳遞至暗箱中所述土壤樣品的上方。作為優選，每盞LED點光源的光軸沿光路方向與所述圓環形的軸線成45度夾角。所述每盞LED點光源的光軸與所述圓環形的軸線成45度夾角，所述每盞LED點光源發出的光經所述反射蓋反射后進入第一聚焦透鏡，變為平行光。作為優選，所述光譜采集模塊包括接收樣品反射光的接收光纖以及接收該接收光 纖所傳送信號的光敏傳感器。所述光敏傳感器相對應不同波長的檢測光設置，即相對應波長400nm、460nm、540nm、740nm、850nm、950nm、980nm和1070nm分別設有光敏傳感器,所述光敏傳感器接收來自土壤樣品的不同波長的反射光。作為優選，所述輸出光纖的發射端以及接收光纖的采集端均位于所述暗箱內。所述光照模塊的輸出光纖將LED點光源陣列發出的光傳遞至輸出光纖位于暗箱內的發射端，向土壌樣品發射不同波長的檢測光，檢測光經土壤樣品反射后得到反射光，反射光由所述接收光纖的采集端采集后，由接收光纖傳輸至光譜處理模塊，由光譜處理模塊處理得到土壤樣品總磷含量。作為優選，設有調節輸出光纖以及第ニ聚焦透鏡間距的伸縮機構。所述伸縮機構可以調節所述輸出光纖與第二聚焦透鏡間的距離，即調節輸出光纖接受到的第二聚焦透鏡輸出的檢測光光強大小，經過土壤樣品反射后，得到合適的反射光光強，用于計算土壤樣品總磷含量。作為優選，設有與所述暗箱固定連接的光纖支架，該光纖支架上設有由暗箱頂部插入暗箱內的光纖套管，所述輸出光纖以及接收光纖沿所述光纖套管延伸入暗箱內。所述光纖套管可以對輸出光纖以及接收光纖起到一定的保護作用。為了調整所述輸出光纖以及接收光纖與土壤樣品的距離，優選地，所述光纖支架上設有緊固夾，所述光纖套管豎直的夾持在緊固夾中。本專利技術還公開了ー種利用所述的土壌總含磷量檢測裝置檢測土壤含磷量的方法，包括如下步驟(I)將土壤樣品放入所述暗箱中，利用光照模塊向土壤樣品發射波長為400nm、460nm、540nm、740nm、850nm、950nm、980nm 和 1070nm 的檢測光；(2)利用光譜采集模塊采集土壤樣品的反射光，利用光譜處理模塊提取土壤樣品在不同波長處的反射率；(3)利用光譜處理模塊將所得反射率依據方程Y = 1028Xr982X2-1848X3+6194X4-3779Xs-505. 64X6_140. 89X7+115. 78Xg+12. 63 計算得到土壤樣品總含磷量；其中，Y為土壤樣品總含磷量；X1 X8 分別為土壤樣品在波長 400nm、460nm、540nm、740nm、850nm、950nm、980nm 和1070nm處檢測光的反射率。通過向土壌樣品發射不同波長的光，采集土壤樣品的反射光信息，提取不同波長處土壤樣品的反射率，計算得到土壌中總含磷量。 本專利技術所選定的特征波長僅針對土壤總含磷量的檢測，不適用于土壤其他指標的檢測，如果需要檢測土壤樣品的其他指標，需重新選定特征波長，通過多元線性回歸建立模型，得到相應的計算公式。本專利技術土壌總含磷量檢測裝置結構簡單，可以根據需要選擇不同的特定波長的濾光片，利用多元線性回歸建立模型，用于測量土壤樣品的不同指標，檢測過程簡便快捷、檢測結果準確可靠、檢測成本低、無污染。附圖說明圖I為本專利技術一種土壤總含磷量檢測裝置示意圖；圖2為本專利技術一種土壤總含磷量檢測裝置光照模塊示意圖；圖3為圖2的側視圖。具體實施例方式下面結合附圖，對本專利技術ー種土壤總含磷量檢測裝置做詳細描述。一種土壤總含磷量檢本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種土壤總含磷量檢測裝置，其特征在于，包括：用于放置土壤樣品的暗箱；用于向暗箱中的土壤樣品發射檢測光的光照模塊；用于接收土壤樣品反射光的光譜采集模塊；用于接收并處理來自所述光譜采集模塊的信號的光譜處理模塊；所述光照模塊包括在光路上依次布置的LED點光源陣列、反射蓋、第一聚焦透鏡、第二聚焦透鏡以及輸出光纖，所述LED點光源陣列包括400nm、460nm、540nm、740nm、850nm、950nm、980nm和1070nm的LED點光源各一盞，所有LED點光源呈圓環形排列且均勻分布。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：何勇，章海亮，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：
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