后，關(guān)閉開關(guān)閥使得樣品室密閉，對(duì)樣品室進(jìn)行抽氣至樣品室的氣壓達(dá)到檢測(cè)預(yù)設(shè)值。
[0045]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供一種便攜式土壤養(yǎng)分檢測(cè)系統(tǒng)及方法。激光器發(fā)射預(yù)設(shè)波長(zhǎng)的激光，所述激光通過激光聚焦鏡聚焦以及激光反射鏡反射后傳輸至樣品盒，照射待測(cè)土壤；光譜收集轉(zhuǎn)換模塊收集所述待測(cè)土壤被所述激光器發(fā)射的激光照射時(shí)產(chǎn)生的等離子態(tài)的光學(xué)信號(hào)，并根據(jù)所述光學(xué)信號(hào)，產(chǎn)生特征光譜信號(hào)，并將所述特征光譜信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳輸至信號(hào)處理模塊；信號(hào)處理模塊根據(jù)所述光譜收集轉(zhuǎn)換模塊輸出的數(shù)字信號(hào)，獲取所述待測(cè)土壤中各種元素對(duì)應(yīng)的光譜強(qiáng)度信號(hào)，并根據(jù)所述光譜強(qiáng)度信號(hào)，計(jì)算所述待測(cè)土壤中各種元素的含量。其中，樣品室提供能夠在一定范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)整的氣壓環(huán)境，明顯降低空氣對(duì)待測(cè)土壤的干擾；鏡片沖洗裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)激光聚焦鏡和第一光學(xué)透鏡的沖洗，保證光路有效傳輸；本發(fā)明采用微型高能激光器、微型樣品室，體積更小，方便攜帶。綜上，本發(fā)明可以連續(xù)快速的檢測(cè)土壤中的養(yǎng)分元素，明顯降低空氣對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，提高對(duì)土壤中的氮(N)，磷(P)，碳(C)等元素的檢出效果。本發(fā)明簡(jiǎn)小、便攜，可為土壤現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)標(biāo)定提供有力工具。
【附圖說明】
[0046]為了更清楚地說明本公開實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本公開的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些圖獲得其他的附圖。
[0047]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的便攜式土壤養(yǎng)分檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的便攜式土壤養(yǎng)分檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例提供的土壤養(yǎng)分檢測(cè)方法的流程示意圖；
[0050]圖4為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的土壤養(yǎng)分檢測(cè)方法的流程示意圖；
[0051]圖2中，1、激光器，2、樣品室，3、光譜收集模塊，4、光譜轉(zhuǎn)換模塊，5、數(shù)據(jù)處理模塊，6、系統(tǒng)控制模塊，7、移動(dòng)電源，8、激光聚焦鏡，9、激光反射鏡，10、樣品盒，11、第一光學(xué)透鏡，12、第二光學(xué)透鏡，13、真空栗，14、傳導(dǎo)光纖，15、開關(guān)閥，16、鏡片沖洗裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0052]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0053]圖1示出了本發(fā)明一實(shí)施例提供的便攜式土壤養(yǎng)分檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本發(fā)明的便攜式土壤養(yǎng)分檢測(cè)系統(tǒng)包括:
[0054]激光器101，用于發(fā)射預(yù)設(shè)波長(zhǎng)的激光，并將激光發(fā)送至樣品室102 ;
[0055]樣品室102，與光譜收集轉(zhuǎn)換模塊103連接，用于接收激光器101發(fā)射的激光，使其照射待測(cè)土壤，并提供待測(cè)土壤檢測(cè)時(shí)所需的密閉空間和氣壓環(huán)境；
[0056]光譜收集轉(zhuǎn)換模塊103，用于收集待測(cè)土壤被激光器101發(fā)射的激光照射時(shí)產(chǎn)生的等離子態(tài)的光學(xué)信號(hào)，并根據(jù)光學(xué)信號(hào)，產(chǎn)生特征光譜信號(hào)，并將特征光譜信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳輸至信號(hào)處理模塊104 ;
[0057]信號(hào)處理模塊104，用于根據(jù)光譜收集轉(zhuǎn)換模塊103輸出的數(shù)字信號(hào)，獲取待測(cè)土壤中各種元素對(duì)應(yīng)的光譜強(qiáng)度信號(hào)，并根據(jù)光譜強(qiáng)度信號(hào)，計(jì)算待測(cè)土壤中各種元素的含量。
[0058]可以理解的是，本發(fā)明的基本原理是基于激光誘導(dǎo)擊穿光譜法。激光誘導(dǎo)擊穿光譜(LIBS)技術(shù)是將一束高能脈沖激光聚焦到被分析樣品的表面，在樣品表面產(chǎn)生等離子體特征光譜，根據(jù)不同元素發(fā)射的不同特征光譜進(jìn)行快速物質(zhì)成分分析的一種技術(shù)方法。
[0059]本發(fā)明在激光誘導(dǎo)擊穿光譜的基礎(chǔ)上，結(jié)合微型高能固體激光器技術(shù)及微型樣品室技術(shù)，使本發(fā)明可以連續(xù)快速的檢測(cè)土壤中的養(yǎng)分元素，明顯降低空氣對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，提高對(duì)土壤中的氮(N)，磷(P)，碳(C)等元素的檢出效果。本發(fā)明簡(jiǎn)小、便攜，可為土壤現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)標(biāo)定提供有力工具。
[0060]圖2示出了本發(fā)明另一實(shí)施例提供的便攜式土壤養(yǎng)分檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，本發(fā)明的便攜式土壤養(yǎng)分檢測(cè)系統(tǒng)包括:
[0061]其中，激光器1為微型高能激光器，即半導(dǎo)體栗浦的主動(dòng)調(diào)Q固體激光器，輸出波長(zhǎng)為 1064nm 或 532nm。
[0062]可以理解的是，采用半導(dǎo)體栗浦光源，體積小，便攜性強(qiáng)，輸出能量可達(dá)到100mJ，輸出波長(zhǎng)為1064nm或532nm。在本實(shí)施例中，激光器1發(fā)射波長(zhǎng)為1064nm的激光，并將激光器1發(fā)射的激光發(fā)送至樣品室2。
[0063]其中，樣品室2包括樣品室殼體、樣品盒10、氣壓檢測(cè)器，開關(guān)閥15及鏡片沖洗裝置16，
[0064]樣品室殼體，為密閉空間，用于降低檢測(cè)時(shí)空氣對(duì)待測(cè)土壤的干擾；
[0065]樣品盒10，通過密封部件與樣品室殼體的內(nèi)底壁連接，用于放置待測(cè)土壤；
[0066]氣壓檢測(cè)器，用于檢測(cè)樣品室2內(nèi)的氣壓；
[0067]鏡片沖洗裝置16，為導(dǎo)氣三通裝置，該導(dǎo)氣三通裝置第一端固定在樣品室殼體上，該端通過導(dǎo)氣管與開關(guān)閥15連接，該導(dǎo)氣三通裝置第二端位于鑲嵌在樣品室殼體上的激光聚焦鏡8 一側(cè)，該導(dǎo)氣三通裝置第三端位于鑲嵌在樣品室殼體上的第一光學(xué)透鏡11 一側(cè)，鏡片沖洗裝置用于沖洗激光聚焦鏡8和第一光學(xué)透鏡11。
[0068]可以理解的是，樣品室2具有密封、防塵的功能，能夠明顯降低空氣對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。
[0069]樣品盒10用于盛放待測(cè)土壤，并需要保證每次土壤檢測(cè)時(shí)，待測(cè)土壤表面處于同一高度。
[0070]鏡片沖洗裝置16為導(dǎo)氣三通裝置，其工作原理如下:關(guān)閉開關(guān)閥15，對(duì)密閉的樣品室2進(jìn)行抽氣至樣品室2的氣壓達(dá)到?jīng)_洗預(yù)設(shè)值時(shí)，打開開關(guān)閥15，氣流流入導(dǎo)氣三通裝置第一端，通過導(dǎo)氣三通裝置第二端、導(dǎo)氣三通裝置第三端進(jìn)入樣品室，沖洗激光聚焦鏡8和第一光學(xué)透鏡11，從而保證檢測(cè)時(shí)光路的有效傳輸以及檢測(cè)的準(zhǔn)確度。
[0071]其中，光譜收集轉(zhuǎn)換模塊包括光譜收集模塊3和光譜轉(zhuǎn)換模塊4:
[0072]光譜收集模塊3，包括第一光學(xué)透鏡11和第二光學(xué)透鏡12，用于收集光學(xué)信號(hào)，并通過傳導(dǎo)光纖14將光學(xué)信號(hào)傳輸至光譜轉(zhuǎn)換模塊4的分光單元，第一光學(xué)透鏡11鑲嵌在樣品室殼體上，還用于密封樣品室2。
[0073]可以理解的是，第一光學(xué)透鏡11和第二光學(xué)透鏡12，使傳導(dǎo)光纖14的相對(duì)孔徑變大，對(duì)待測(cè)土壤被激光器1發(fā)射的激光照射時(shí)產(chǎn)生的等離子態(tài)的光學(xué)信號(hào)具有更好的收集能力。
[0074]光譜轉(zhuǎn)換模塊4，包括分光單元、光電轉(zhuǎn)換單元、A/D轉(zhuǎn)換單元。
[0075]分光單元，用于對(duì)光譜收集模塊3收集的光學(xué)信號(hào)進(jìn)行分光處理，輸出特征光譜信號(hào)，并將特征光譜信號(hào)傳輸至光電轉(zhuǎn)換單元。
[0076]可以理解的是，分光單元用于把不同輻射能的復(fù)合光進(jìn)行色散變成單色光，并按照波長(zhǎng)順序進(jìn)行空間排列，以獲取不同元素的特征光譜信號(hào)。
[0077]舉例來說，在本實(shí)施例中，分光單元為多通道凹面光柵結(jié)構(gòu)。
[0078]光電轉(zhuǎn)換單元，用于對(duì)分光單元輸出的特征光譜信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，輸出電流信號(hào)，并將電流信號(hào)傳輸至A/D轉(zhuǎn)換單元。
[0079]可以理解的是，光電轉(zhuǎn)換單元用于將分光單元產(chǎn)生的特征光譜信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)。
[0080]舉例來說，在本實(shí)施例中，光電轉(zhuǎn)換單元為線陣光電耦合器件CCD。
[0081]A/D轉(zhuǎn)換單元，用于對(duì)光電轉(zhuǎn)換單元輸出的電流信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，輸出數(shù)字信號(hào)，并將數(shù)字信號(hào)傳輸至信號(hào)處理模塊。
[0082]可以理解的是，A/D轉(zhuǎn)換單元用于將光電轉(zhuǎn)換單元輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，存儲(chǔ)數(shù)字信號(hào)并通過無線傳輸或有線傳輸?shù)姆绞絺鬏斨翑?shù)據(jù)處理模