本实用新型专利技术公开了一种土壤养分光谱测量装置，涉及土壤分析技术领域，设置取土装置，进行筛除土样杂质并收集，通过在测土装置内安装光谱检测模块，光谱检测模块内设置电源、内置光源和微型光谱仪芯片，实现土壤的光谱检测以及对光谱数据进行光谱变换，并将光谱变换后结果发送至主控模块进行处理和显示；本实用新型专利技术提供的一种土壤养分光谱测量装置，用于提高原位土土壤光谱检测的准确性，实现对原位土土壤养分快速、无损以及实时地检测。无损以及实时地检测。无损以及实时地检测。
【技术实现步骤摘要】
一种土壤养分光谱测量装置
[0001]本技术涉及土壤分析
，特别涉及一种土壤养分光谱测量装置。
技术介绍
[0002]土壤为农作物的生长提供了营养物质和水分，检测土壤中的氮、磷、钾、硼等养分含量，对作物的精准施肥和环境保护具有重要意义。传统手段用化学分析方法测定土壤养分含量，但此方法的成本高、效率低，而且测量周期长、费时费力，还会产生污染环境的化学废物，无法实现对土壤养分含量的快速检测。
[0003]而近红外光谱(Near
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infrared spectroscopy，NIRS)是一种绿色环保、快速无损的分析技术，优点是不使用化学试剂、无污染、操作简单、稳定性高。将化学计量学方法和近红外光谱技术的结合可以实现对样品的定性和定量分析，因此近年来在土壤养分的快速检测领域得到了非常广泛的应用，正逐步取代传统的化学分析方法。
[0004]目前已有用近红外光谱仪测量土壤光谱，主要是将土壤运回实验室进行风干过筛研磨处理后采集光谱，再结合机器学习方法对土壤养分进行建模预测，但这种方法不仅成本高、效率低，还不能实现对土壤养分的快速、无损和实时检测。
[0005]针对上述问题，本申请提出一种土壤养分光谱测量装置，用于提高原位土土壤光谱检测的准确性，实现对原位土土壤养分快速、无损以及实时地检测。
技术实现思路
[0006]本技术的目的在于提供一种土壤养分光谱测量装置，用于提高原位土土壤光谱检测的准确性，实现对原位土土壤养分快速、无损以及实时地检测。
[0007]本技术提供了一种土壤养分光谱测量装置，包括：
[0008]取土钻头，所述取土钻头端部连接管件，所述管件内依次设置过筛器和测土盒，用于筛除杂质和收集待测土样；
[0009]光谱检测模块设在所述管件内，主控模块与所述光谱检测模块连接，光谱检测模块通过光纤连接反射探头，所述反射探头连接所述测土盒表面的载玻片。
[0010]进一步地，所述管件表面设置USB接口，所述USB接口连接在所述主控模块与光谱检测模块之间。
[0011]进一步地，所述管件表面设置替换口，所述替换口内设置螺杆，所述螺杆与垫圈外部安装的螺圈螺接，所述垫圈内部填充筛网。
[0012]进一步地，所述测土盒表面设置USB发热片，所述USB发热片与内置电源电连接。
[0013]进一步地，所述管件端部设置横轴把手。
[0014]进一步地，所述横轴把手外部设置终端安装座，所述终端安装座内安装主控模块和显示模块。
[0015]进一步地，所述光谱检测模块内设置电源、内置光源和微型光谱仪芯片，所述内置光源和微型光谱仪芯片均与电源电连接。
[0016]与现有技术相比，本技术具有如下显著优点：
[0017]本技术提供了一种土壤养分光谱测量装置，设置取土装置，进行筛除土样杂质并收集，通过在取土装置内安装光谱检测模块，光谱检测模块内设置电源、内置光源、微型光谱仪芯片，实现土壤的光谱检测以及对光谱数据进行光谱变换，并将光谱变换后的结果发送至主控模块进行处理和显示；本技术提供的一种土壤养分光谱测量装置，用于提高原位土土壤光谱检测的准确性，实现对原位土土壤养分快速、无损以及实时地检测。
附图说明
[0018]图1为本技术实施例提供的检测系统结构图；
[0019]图2为本技术实施例提供的测土装置连接结构图；
[0020]图3为本技术实施例提供的筛网结构图。
[0021]附图标记说明：1
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取土钻头，2
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管件，3
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过筛器，4
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测土盒，5
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横轴把手，6
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测土装置，7
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USB接口，8
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光纤，9
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反射探头，10
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螺杆，11
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螺圈，12
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垫圈，13
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筛网。
具体实施方式
[0022]下面结合本技术中的附图，对本技术实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本技术保护的范围。
[0023]参照图1
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图3，一种土壤养分光谱测量装置，包括：
[0024]取土装置，包括取土钻头1，所述取土钻头1端部连接管件2，顺势将土样输送入输送管件2，所述管件2内依次设置过筛器3和测土盒4，用于将土样进行体积筛选，小颗粒的土样经过筛分后进入输送测土盒4，所述测土盒4表面设置USB发热片，所述USB发热片与内置电源电连接，用于加热烘干输送测土盒4内部的土样，便于检测，所述管件2端部设置横轴把手5，便于向下施力使得所述取土钻头1获取土样；所述横轴把手5外部设置终端安装座，用于固定终端。
[0025]测土装置6，固定在所述管件2内，所述管件2表面设置与所述测土装置6连接的USB接口7，通过USB接口7与固定的终端(如手机)进行连接，或者通过USB接口7与电源连接，手机用于作为主控模块，安装了基于迁移学习的土壤养分光谱检测系统软件，软件中存储有基于迁移学习算法TCA的不同类型土壤养分与光谱反射率的回归模型，来实时获取当前被测原位土土壤通过TCA光谱变换后的光谱反射率数据，再调用手机安装的系统中基于迁移学习算法TCA的不同类型土壤养分与光谱反射率的回归模型，实现对当前被测土壤养分的实时预测，最终结果显示在手机屏幕上。所述测土装置6内设置光谱检测模块，所述光谱检测模块内设置电源、内置光源和微型光谱仪芯片，所述内置光源和微型光谱仪芯片均与电源电连接，所述光谱检测模块用于对土样进行光谱检测以及对光谱数据进行光谱变换，所述内置光源和微型光谱仪芯片均通过光纤8连接反射探头9，所述反射探头9连接所述测土盒4表面的载玻片，用于采集土样光谱数据，所述微型光谱仪芯片中集成了迁移学习中的迁移成分分析(Transfer component analysis，TCA)算法，进行光谱变换，减少原位土土壤光谱与已有实验室干土光谱的数据分布差异。
[0026]所述管件2表面设置替换口，所述替换口内设置螺杆10，所述螺杆10与垫圈12外部安装的螺圈11螺接，所述垫圈12内部填充筛网13。方便替换不同孔径的筛网来自定义过筛土壤孔径，也方便测土盒4中土壤排出。
[0027]实施例1
[0028]原位土土壤光谱预测其养分含量问题：
①
原位土光谱数据采集受水分、植物根茎等杂质影响，其光谱直接用于建模预测的精度不高；
②
实验室干土光谱建立的模型预测精度高，但给原位土直接使用，会出现模型预测精度低、失效等问题。
[0029]迁移学习带来了解决这一问题的动机，迁移学习不要求训练和测试数据必本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种土壤养分光谱测量装置，其特征在于，包括：取土钻头(1)，所述取土钻头(1)端部连接管件(2)，所述管件(2)内依次设置过筛器(3)和测土盒(4)，用于筛除杂质和收集待测土样；光谱检测模块设在所述管件(2)内，主控模块与所述光谱检测模块连接，光谱检测模块通过光纤(8)连接反射探头(9)，所述反射探头(9)连接所述测土盒(4)表面的载玻片。2.如权利要求1所述的一种土壤养分光谱测量装置，其特征在于，所述管件(2)表面设置USB接口(7)，所述USB接口(7)连接在所述主控模块与光谱检测模块之间。3.如权利要求1所述的一种土壤养分光谱测量装置，其特征在于，所述管件(2)表面设置替换口，所述替换口内设置螺杆(10)，所述螺...
【专利技术属性】
技术研发人员：李绍稳，郑文瑞，金秀，张筱丹，韩亚鲁，丁梦雅，王良龙，宣金祥，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：新型
国别省市：
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