一种土壤多参数测量仪及测量方法技术

本发明专利技术实施例涉及土壤检测技术领域，公开了一种土壤多参数测量仪及测量方法，其中测量仪包括：壳体、第一固定板、第二固定板和升降驱动机构；第一固定板横置固定于壳体的内部，第二固定板设于壳体的内部且位于第一固定板的上方，第二固定板与若干个传感器的一端相连，传感器的另一端穿过第一固定板，升降驱动机构与第二固定板相连，第一固定板上朝下设有光源和探测器，壳体的底座上与光源的光线方向对应位置处设有透镜，壳体的底座上与传感器的位置对应处设有通孔，底座的下方可拆卸连接有校正板。本发明专利技术实施例提供的一种土壤多参数测量仪及测量方法，具有体积小、携带方便、能够实时测量土壤多个参数数据的特点，提高了测量的实用性。

A soil multi parameter measuring instrument and method

【技术实现步骤摘要】
一种土壤多参数测量仪及测量方法
本专利技术涉及土壤检测
，尤其涉及一种土壤多参数测量仪及测量方法。
技术介绍
土壤是植物健康生长发育的场所，其水分、电导率、温度和营养元素直接影响作物的生长、作物产量和品质。土壤水分和温度是非常重要的土壤物理参数，它会影响土壤中营养物质和微生物活动的溶解和转移过程，是决定土壤肥力的重要因素；另外，土壤氮素和有机质是促进植物根、茎、叶的个体生长，是形成一定品质产品的首要营养元素。因此，如何能够有效的监测土壤水分、温度、电导率、氮素和有机质含量等，对于科学灌溉、精准施肥，防止土壤板结、提高水肥利用率和作物产量和品质具有重要的作用。虽然现在测量土壤类的传感器种类较多，比如，水分传感器、温度传感器、电导率传感器、氮素传感器等，但这些传感器测量的参数比较单一，无法满足对土壤进行多参数进行测量。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种土壤多参数测量仪及测量方法，用以解决或部分解决现有测量土壤的传感器测量参数单一的问题，实现土壤的多参数测量。本专利技术实施例提供一种土壤多参数测量仪，包括：壳体、第一固定板、第二固定板和升降驱动机构；所述壳体为中空结构，所述第一固定板横置固定于所述壳体的内部，所述第二固定板设于所述壳体的内部且位于所述第一固定板的上方，所述第二固定板朝向所述第一固定板的侧面与若干个传感器的一端相连，所述传感器的另一端穿过所述第一固定板，所述升降驱动机构与所述第二固定板相连、用于驱动所述第二固定板升降移动，所述第一固定板上朝下设有光源和探测器，所述壳体的底座上与所述光源的光线方向对应位置处设有透镜，所述壳体的底座上与所述传感器的位置对应处设有通孔，所述底座的下方可拆卸连接有校正板。在上述方案的基础上，所述升降驱动机构包括弹簧以及相匹配的磁铁和线圈；所述弹簧套设于所述传感器且两端分别和所述第一固定板和所述第二固定板对应相连，所述磁铁设于所述第二固定板，所述线圈设于所述第一固定板。在上述方案的基础上，所述第一固定板和/或所述第二固定板与所述弹簧的对应位置处设有固定槽，所述弹簧的端部插入所述固定槽中，所述弹簧的外侧套设有套筒，所述套筒的一端与所述第一固定板相连，且所述套筒的长度小于所述弹簧处于自然状态下的长度。在上述方案的基础上，若干个所述传感器至少包括温度传感器、pH值传感器和电导率传感器。在上述方案的基础上，所述光源的光线方向与所述第一固定板呈45°夹角设置。在上述方案的基础上，所述光源包括多个LED灯，多个所述LED灯的波长不同，多个所述LED灯沿所述第一固定板的周向分布在所述第一固定板的边缘部位，所述探测器设于所述第一固定板的中间部位。在上述方案的基础上，还包括设于所述第一固定板上的主控板以及设于所述壳体上的显示单元；所述主控板分别与所述显示单元、传感器、线圈和光源相连，所述主控板上设有数据存储单元、线圈驱动电路、光源驱动电路、信号处理电路和AD转换电单元。本专利技术实施例提供一种基于上述土壤多参数测量仪的土壤多参数测量方法，包括：根据测量指令，驱动若干个传感器向下移动穿过底座插入待测土壤中，获取待测土壤的温度、pH值和电导率信息；启动光源照射土壤，探测器接收土壤反射光，获得土壤反射信号；根据土壤反射信号以及基准信号，获得土壤的水分含量和氮含量。在上述方案的基础上，还包括：将校正板与底座相连，启动光源照射校正板；探测器接收校正板反射光；根据校正板反射光，获得基准信号。在上述方案的基础上，根据土壤反射信号以及基准信号，获得土壤的水分含量和氮含量具体包括：根据波长分别为1450nm和1920nm的两种光源下、土壤反射信号和基准信号的比例关系，以及土壤的温度，pH值和电导率，获得土壤的水分含量；根据波长分别为1375nm、1520nm、2100nm和2387nm的四种光源下、土壤反射信号和基准信号的比例关系，以及土壤的水分含量，获得土壤的氮含量。本专利技术实施例提供的一种土壤多参数测量仪及测量方法，具有体积小、携带方便、能够实时测量土壤多个参数数据的特点，提高了测量的实用性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的土壤多参数测量仪的结构示意图；图2为本专利技术实施例的土壤多参数测量仪的光路图；图3为本专利技术实施例中LED灯的分布示意图；图4为本专利技术实施例的土壤多参数测量仪的原理框图。附图标记说明：1—显示单元；2—壳体；3—第二固定板；4—磁铁；5—弹簧；6—套筒；7—LED灯；8—第一固定板；9—探测器；10—固定架；11—校正板；12—透镜；13—传感器。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本专利技术实施例提供一种土壤多参数测量仪，参考图1，该测量仪包括：壳体2、第一固定板8、第二固定板3和升降驱动机构。壳体2为中空结构，第一固定板8横置固定于壳体2的内部，第二固定板3设于壳体2的内部且位于第一固定板8的上方，第二固定板3朝向第一固定板8的侧面与若干个传感器13的一端相连，传感器13的另一端穿过第一固定板8,升降驱动机构与第一固定板3相连、用于驱动第二固定板3升降移动，第一固定板8上朝下设有光源和探测器9，壳体2的底座上与光源的光线方向对应位置处设有透镜12，壳体2的底座上与传感器13的位置对应处设有通孔，底座的下方可拆卸连接有校正板11。本实施例提供的一种土壤多参数测量仪，当需要对土壤进行测量时，可将矫正板从底座下方拆卸下来，将壳体2放置在待测土壤上，且将壳体2的底座压实放在待测土壤上。然后启动升降驱动机构带动第二固定板3下降，即朝向第一固定板8移动。第二固定板3上的各传感器13穿过第一固定板8朝向底座移动，直至穿出底座插入待测土壤中。各传感器13可通过接触土壤直接获取土壤的相关参数。另外，该测量仪还可启动光源，照射土壤，并通过探测器9接收土壤的反射光，通过对接收到的反射光信号的分析还可获得土壤中的氮含量以及水分含量参数。该测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土壤多参数测量仪，其特征在于，包括：壳体、第一固定板、第二固定板和升降驱动机构；所述壳体为中空结构，所述第一固定板横置固定于所述壳体的内部，所述第二固定板设于所述壳体的内部且位于所述第一固定板的上方，所述第二固定板朝向所述第一固定板的侧面与若干个传感器的一端相连，所述传感器的另一端穿过所述第一固定板，所述升降驱动机构与所述第二固定板相连、用于驱动所述第二固定板升降移动，所述第一固定板上朝下设有光源和探测器，所述壳体的底座上与所述光源的光线方向对应位置处设有透镜，所述壳体的底座上与所述传感器的位置对应处设有通孔，所述底座的下方可拆卸连接有校正板。/n

【技术特征摘要】
1.一种土壤多参数测量仪，其特征在于，包括：壳体、第一固定板、第二固定板和升降驱动机构；所述壳体为中空结构，所述第一固定板横置固定于所述壳体的内部，所述第二固定板设于所述壳体的内部且位于所述第一固定板的上方，所述第二固定板朝向所述第一固定板的侧面与若干个传感器的一端相连，所述传感器的另一端穿过所述第一固定板，所述升降驱动机构与所述第二固定板相连、用于驱动所述第二固定板升降移动，所述第一固定板上朝下设有光源和探测器，所述壳体的底座上与所述光源的光线方向对应位置处设有透镜，所述壳体的底座上与所述传感器的位置对应处设有通孔，所述底座的下方可拆卸连接有校正板。


2.根据权利要求1所述的土壤多参数测量仪，其特征在于，所述升降驱动机构包括弹簧以及相匹配的磁铁和线圈；所述弹簧套设于所述传感器且两端分别和所述第一固定板和所述第二固定板对应相连，所述磁铁设于所述第二固定板，所述线圈设于所述第一固定板。


3.根据权利要求2所述的土壤多参数测量仪，其特征在于，所述第一固定板和/或所述第二固定板与所述弹簧的对应位置处设有固定槽，所述弹簧的端部插入所述固定槽中，所述弹簧的外侧套设有套筒，所述套筒的一端与所述第一固定板相连，且所述套筒的长度小于所述弹簧处于自然状态下的长度。


4.根据权利要求1所述的土壤多参数测量仪，其特征在于，若干个所述传感器至少包括温度传感器、pH值传感器和电导率传感器。


5.根据权利要求1所述的土壤多参数测量仪，其特征在于，所述光源的光线方向与所述第一固定板呈45°夹角设置。


6.根据权利要求1所述的土壤多参数测量仪，其特征在于，所述光源...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢振，董大明，田宏武，赵贤德，矫雷子，李传霞，
申请(专利权)人：北京农业智能装备技术研究中心，
类型：发明
国别省市：北京;11