一種基于led光源的土壤養(yǎng)分速測儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于LED光源的土壤養(yǎng)分速測儀，包括光路結(jié)構(gòu)、光電檢測電路和外殼。所述的光路結(jié)構(gòu)包括圓形比色槽、若干個(gè)LED光源、若干個(gè)光電傳感器和若干個(gè)窄帶干涉濾光片。所述的圓形比色槽內(nèi)設(shè)有比色皿。所述的LED光源、光電傳感器以及窄帶干涉濾光片的數(shù)量相等，且所述的LED光源和光電傳感器一一對應(yīng)設(shè)置在圓形比色槽的圓周外側(cè)。所述的窄帶干涉濾光片位于圓形比色槽與光電傳感器之間。所述的光電檢測電路包括信號調(diào)理電路、pH電極、A/D轉(zhuǎn)換電路、微處理器、液晶顯示器、按鍵開關(guān)和電源。本實(shí)用新型具有測試項(xiàng)目齊全、測量精度高、測試速度快、操作方便、便于攜帶等特點(diǎn)。
【專利說明】一種基于LED光源的土壤養(yǎng)分速測儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及土壤養(yǎng)分測試【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于LED光源的土壤養(yǎng)分速測儀。

【背景技術(shù)】
[0002]土壤養(yǎng)分測試是測土配方施肥技術(shù)的基礎(chǔ)而關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其測試的便捷性和準(zhǔn)確性是該技術(shù)服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的前提條件。長期以來，土壤養(yǎng)分測試主要依靠常規(guī)分析方法，田間采樣，實(shí)驗(yàn)室分析。這種方法存在許多缺點(diǎn)，如測試時(shí)間長、操作復(fù)雜、不便攜帶、難于現(xiàn)場快速測定、測試費(fèi)用高等，不利于測土配方施肥技術(shù)在農(nóng)村基層的推廣。因此，發(fā)展小型化、便攜式、測試快速、低成本、高精度的土壤養(yǎng)分檢測儀器具有重要的意義。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于LED光源的土壤養(yǎng)分速測儀，該土壤養(yǎng)分速測儀具有測試項(xiàng)目齊全、測量精度高、測試速度快、操作方便、便于攜帶等特點(diǎn)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0005]—種基于LED光源的土壤養(yǎng)分速測儀,包括光路結(jié)構(gòu)、光電檢測電路和外殼。
[0006]進(jìn)一步的，所述的光路結(jié)構(gòu)包括圓形比色槽、若干個(gè)LED光源、若干個(gè)光電傳感器和若干個(gè)窄帶干涉濾光片。所述的圓形比色槽內(nèi)設(shè)有比色皿。所述的LED光源、光電傳感器以及窄帶干涉濾光片的數(shù)量相等，且所述的LED光源和光電傳感器一一對應(yīng)設(shè)置在圓形比色槽的圓周外側(cè)。所述的窄帶干涉濾光片位于圓形比色槽與光電傳感器之間。
[0007]進(jìn)一步的，所述的光電檢測電路包括信號調(diào)理電路、pH電極、A/D轉(zhuǎn)換電路、微處理器、液晶顯示器、按鍵開關(guān)和電源。所述的信號調(diào)理電路，其輸入端分別與光電傳感器、PH電極的輸出端相連，其輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連。所述的A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端與微處理器的輸入端相連。電源，用于給LED光源、光電傳感器、信號調(diào)理電路、微處理器、液晶顯示器、數(shù)字溫度傳感器和按鍵開關(guān)供電。所述的電源由220V交流電經(jīng)變壓器、整流器、濾波器、穩(wěn)壓器轉(zhuǎn)換構(gòu)成12V電源和12V直流電源以及由12V電源經(jīng)穩(wěn)壓器轉(zhuǎn)換的5V、
3.3V電源構(gòu)成。
[0008]進(jìn)一步的，所述的LED光源、光電傳感器、窄帶干涉濾光片的數(shù)量均為4個(gè)。
[0009]進(jìn)一步的，所述的光電傳感器為硅光電池。
[0010]進(jìn)一步的,所述的窄帶干涉濾光片的帶寬為10nm。
[0011]更進(jìn)一步的，所述的微處理器還連接有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、打印模塊和數(shù)字溫度傳感器。所述的微處器，其輸入端分別與A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字溫度傳感器的輸出端相連；其輸出端分別與打印模塊、液晶顯示器的輸入端相連；其輸入輸出端分別與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、按鍵開關(guān)交互連接；其電源輸入端與電源的輸出端相連。所述的A/D轉(zhuǎn)換電路集成在微處理器內(nèi)部。數(shù)字溫度傳感器，用于測量環(huán)境溫度，進(jìn)而補(bǔ)償溫度變化對土壤養(yǎng)分測量數(shù)據(jù)的影響。
[0012]本實(shí)用新型的工作原理為:
[0013]首先，LED光源發(fā)出的光穿過固定于比色槽內(nèi)的比色皿，由窄帶干涉濾光片進(jìn)行過濾處理。其次，光電傳感器檢測到經(jīng)過窄帶干涉濾光片處理過后的光，并將該光信號轉(zhuǎn)換成電信號發(fā)送至信號調(diào)理電路。再次，信號調(diào)理電路對接收到的電信號進(jìn)行處理后，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號發(fā)送至微處理器處理。最后，微處理器根據(jù)朗伯-比爾定律計(jì)算出被測土壤養(yǎng)分濃度，由液晶顯示器顯示。
[0014]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):
[0015](I)本實(shí)用新型通過采用若干個(gè)LED光源，尤其是4個(gè)LED光源，能夠使土壤養(yǎng)分測試項(xiàng)目更加齊全。
[0016](2)本實(shí)用新型通過采用窄帶干涉濾光片，能夠提高土壤養(yǎng)分測試精度。
[0017](3)本實(shí)用新型采用高精度恒流芯片驅(qū)動(dòng)LED光源，提高了 LED光源的穩(wěn)定性。
[0018]綜上所述，本實(shí)用新型具有測試項(xiàng)目齊全、測量精度高、測試速度快、操作方便、便于攜帶等特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型的原理框圖；
[0020]圖2是本實(shí)用新型光路結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3是LED光源驅(qū)動(dòng)選通電路的電路不意圖；
[0022]圖4是本實(shí)用新型中外殼的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]其中:
[0024]1、圓形比色槽，2、LED光源，3、光電傳感器，4、窄帶干涉濾光片，5、外殼，6、pH電極，7、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，8、打印模塊，9、液晶顯示器，10、信號調(diào)理電路，11、集成A/D轉(zhuǎn)換電路的微處理器，12、電源，13、數(shù)字溫度傳感器，14、按鍵開關(guān)，15、交流接口，16、直流接口。

【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明:
[0026]如圖1-圖4所示的一種基于LED光源的土壤養(yǎng)分速測儀，包括光路結(jié)構(gòu)、光電檢測電路和外殼5。所述的外殼5上設(shè)有交流接口 15和直流接口 16。
[0027]進(jìn)一步的，如圖1和圖3所示，所述的光路結(jié)構(gòu)包括圓形比色槽1、若干個(gè)LED光源2、若干個(gè)光電傳感器3和若干個(gè)窄帶干涉濾光片4。所述的圓形比色槽I內(nèi)設(shè)有比色皿。所述的LED光源2、光電傳感器3以及窄帶干涉濾光片4的數(shù)量相等，且所述的LED光源2和光電傳感器3 —一對應(yīng)設(shè)置在圓形比色槽I的圓周外側(cè)。所述的窄帶干涉濾光片4位于圓形比色槽I與光電傳感器3之間。具體地說，如圖3所示，所述的LED光源采用高精度恒流源MAX6126驅(qū)動(dòng)，且其選通采用多路模擬控制開關(guān)MAX4066。多路模擬控制開關(guān)與微處理器相連。采用MAX6126驅(qū)動(dòng)LED光源，能夠提高LED光源的穩(wěn)定性。
[0028]進(jìn)一步的，所述的LED光源2、光電傳感器3、窄帶干涉濾光片4的數(shù)量均為4個(gè)。采用4個(gè)LED光源，能夠擴(kuò)展土壤養(yǎng)分的測試項(xiàng)目。
[0029]進(jìn)一步的，所述的光電傳感器3為硅光電池。優(yōu)選的，所述的硅光電池的型號為2DU6。
[0030]進(jìn)一步的,所述的窄帶干涉濾光片4的帶寬為10nm。
[0031]進(jìn)一步的，如圖1所示，所述的光電檢測電路包括信號調(diào)理電路10、pH電極6、A/D轉(zhuǎn)換電路、微處理器11、液晶顯示器9、按鍵開關(guān)14和電源12。所述的信號調(diào)理電路10，其輸入端分別與光電傳感器3、pH電極6的輸出端相連,其輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連。所述的A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端與微處理器11的輸入端相連。液晶顯示器9和按鍵開關(guān)14設(shè)置在外殼5的表面,其余結(jié)構(gòu)位于外殼5內(nèi)。優(yōu)選的,所述的pH電極6為pH玻璃復(fù)合電極。所述的微處理器的型號為MSP430F149。所述的液晶顯示器的型號為LCD1602，液晶顯示器用于顯示土壤養(yǎng)分檢測分析結(jié)果。所述的按鍵開關(guān)14為薄膜按鍵開關(guān)，薄膜按鍵開關(guān)用于輸入指令。
[0032]更進(jìn)一步的，如圖1所示，所述的微處理器11還連接有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器7、打印模塊8和數(shù)字溫度傳感器13。所述的微處器11，其輸入端分別與A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字溫度傳感器13的輸出端相連，其輸出端分別與打印模塊8、液晶顯不器9的輸入端相連；其輸入輸出端分別與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器7、按鍵開關(guān)14交互連接，其電源輸入端與電源12的輸出端相連；所述的A/D轉(zhuǎn)換電路集成在微處理器11內(nèi)部。優(yōu)選的，所述的數(shù)字溫度傳感器的型號為DS18B20。
[0033]以上所述的實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于LED光源的土壤養(yǎng)分速測儀，其特征在于:包括光路結(jié)構(gòu)、光電檢測電路和夕卜殼(5)； 所述的光路結(jié)構(gòu)包括圓形比色槽(I)、若干個(gè)LED光源(2)、若干個(gè)光電傳感器(3)和若干個(gè)窄帶干涉濾光片(4);所述的圓形比色槽(I)內(nèi)設(shè)有比色皿；所述的LED光源(2)、光電傳感器(3)以及窄帶干涉濾光片(4)的數(shù)量相等，且所述的LED光源(2)和光電傳感器(3)一一對應(yīng)設(shè)置在圓形比色槽(I)的圓周外側(cè)，所述的窄帶干涉濾光片(4)位于圓形比色槽(I)與光電傳感器(3)之間； 所述的光電檢測電路包括信號調(diào)理電路(10)、pH電極(6)、A/D轉(zhuǎn)換電路、微處理器(II)、液晶顯示器(9)、按鍵開關(guān)(14)和電源(12);所述的信號調(diào)理電路(10)，其輸入端分別與光電傳感器(3)、pH電極(6)的輸出端相連,其輸出端與A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連；所述的A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端與微處理器(11)的輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LED光源的土壤養(yǎng)分速測儀，其特征在于:所述的LED光源(2)、光電傳感器(3)、窄帶干涉濾光片(4)的數(shù)量均為4個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LED光源的土壤養(yǎng)分速測儀，其特征在于:所述的光電傳感器(3)為娃光電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LED光源的土壤養(yǎng)分速測儀，其特征在于:所述的窄帶干涉濾光片(4)的帶寬為10nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于LED光源的土壤養(yǎng)分速測儀，其特征在于:所述的微處理器(11)還連接有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(7)、打印模塊(8)和數(shù)字溫度傳感器(13);所述的微處器(11)，其輸入端分別與A/D轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字溫度傳感器(13)的輸出端相連，其輸出端分別與打印模塊(8)、液晶顯示器(9)的輸入端相連，其輸入輸出端分別與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(7)、按鍵開關(guān)(14)交互連接，其電源輸入端與電源(12)的輸出端相連；所述的A/D轉(zhuǎn)換電路集成在微處理器(11)內(nèi)部。
【文檔編號】G01N21/17GK204154635SQ201420505461
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月3日
【發(fā)明者】汪六三, 王儒敬, 魯翠萍, 汪玉冰, 張正勇, 劉晶, 劉洋, 宋良圖 申請人:中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院