一种基于近红外光谱的土壤水分快速检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于近红外光谱的土壤水分快速检测装置。
【背景技术】
[0002]目前，土壤水分检测技术在国外已经相当成熟，而近红外光谱技术是多种先进技术中的一种，由于近红外测水分是非接触测量，对被测物是无损检测，且其具有检测时间短、对人体无害、灵敏度高等优点被广泛应用在土壤水分的在线监测，因此国内自主研发一种基于近红外的土壤水分快速检测装置非常的有必要。但是国内现有的大多数便携式土壤水分检测仪还未结合近红外光谱的技术，又或者结合了该技术但不是便携式装置，从而导致土壤水分检测装置灵敏度不够、较为笨重。借此提出一种基于近红外光的土壤水分快速检测装置，希望通过此装置能更加方便土壤水分的检测，为今后土壤水分检测装置的设计提供一种参考。
【发明内容】
[0003]针对【背景技术】的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于近红外光谱的土壤水分快速检测装置。
[0004]本实用新型包括液晶显示屏、按键、光电接收器、接收凸台、接收光纤、电路单片机模块、壳体、发射凸台、参考光源、发射光纤、积分球和检测光源。
[0005]在壳体的正面设置有液晶显示屏，液晶显示屏的下方内按键；在壳体的两侧面分别对称装有发射凸台和接收凸台，其中凸台部分都位于壳体内。
[0006]所述的发射凸台与发射光纤的一端连接，发射光纤的一端与积分球的输入端连接，积分球的输出端与接收光纤的一端连接，接收光纤的另一端与接收凸台连接，所述的积分球正对待检测的土壤。
[0007]在所述的发射凸台内装有检测光源和参考光源，其受控于发射凸台内的电路单片机模块；在所述的接收凸台内装有光电接收器，该光电接收器与电路单片机模块信号连接；所述的液晶显示屏和按键也与电路单片机模块信号连接。
[0008]本实用新型基于近红外光能被土壤水分中的O-H键强烈吸收的原理，通过设置参考光源和检测光源两种不同波长的光，并且在壳体内设置封闭式凸台便于发射光纤更好地接收到发射光，光电接收器更好地接收到反射回来的光，同时利用光纤传导技术来提高测量的精度与准确性。由于积分球底面是圆形，所以可以测量一定区域内的土壤水分含量，不仅仅是单点测量。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的整体结构图。
[0010]图2为装置壳体内部左侧结构图。
[0011]图3为装置壳体内部右侧结构图。
[0012]图中:1:液晶显不屏；2:按键；3:光电接收器；4:接收凸台；5:接收光纤；6:电路单片机模块；7:壳体；8:发射凸台；9:参考光源；10:导线；11:发射光纤；12:积分球；13:土壤；14:试验箱；15:检测光源。
【具体实施方式】
[0013]如图1、图2和图3所示，整个壳体7由塑料材料制成，其长宽高分别为150mm、100mm、50mm。首先通过电路单片机模块6来驱动参考光源9和检测光源15工作，并控制检测光源15先发出光线，通过发射凸台8上外连的发射光纤11传输到积分球12内，紧接着光到达土壤13。光被土壤13吸收一部分后经过漫反射回到积分球12内，再通过接收光纤5进入接收凸台4)内，从而使得光电接收器3充分接收到反射回来的光，等接收到检测光源15反射回来的光信号后，再通过导线10控制参考光源9发出光线通过上述过程使得光电接收器接收到参考光源9反射回来的光信号。两光信号经电路单片机模块6处理后，根据标定的模型计算后会在液晶显示屏I上显示光信号对应的电压值等参数以及所检测到的土壤水分含量数据。
[0014]由于该测量原理是基于近红外光能被土壤水中的O-H键强烈吸收，所以其中检测光源15发出的光是能被土壤中的水强烈吸收的，而参考光源9发出的光是几乎不被土壤中的水吸收的。这里设置参考光源9也是为了避免其他因素(除土壤中水之外)对实验结果的影响，从而进一步提高测量精度。所以检测光源9和参考光源15除了在土壤水分吸收上有较大差异外，其他性能都要相近。而光电接收器3能接收光波波长范围要包含上述参考光源9和检测光源15的波长。
[0015]具体在使用时，一手握住壳体7，一手拿住积分球12让接收光纤5和发射光纤11自然伸直，不要弯曲，然后让积分球12对着试验箱14内的测试土壤13，按下按键2中对应的开关按钮开始检测，通过液晶显示屏I显示出土壤13水分含量。
[0016]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种基于近红外光谱的土壤水分快速检测装置，包括液晶显示屏、按键、光电接收器、接收凸台、接收光纤、电路单片机模块、壳体、发射凸台、参考光源、发射光纤、积分球和检测光源，其特征在于: 在壳体的正面设置有液晶显示屏，液晶显示屏的下方内按键；在壳体的两侧面分别对称装有发射凸台和接收凸台，其中凸台部分都位于壳体内； 所述的发射凸台与发射光纤的一端连接，发射光纤的一端与积分球的输入端连接，积分球的输出端与接收光纤的一端连接，接收光纤的另一端与接收凸台连接，所述的积分球正对待检测的土壤； 在所述的发射凸台内装有检测光源和参考光源，其受控于发射凸台内的电路单片机模块；在所述的接收凸台内装有光电接收器，该光电接收器与电路单片机模块信号连接；所述的液晶显示屏和按键也与电路单片机模块信号连接。2.根据权利要求1所述的一种基于近红外光谱的土壤水分快速检测装置，其特征在于:所述的壳体长宽高分别为150mm、100mm、50mmo
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于近红外光谱的土壤水分快速检测装置。本实用新型在壳体的正面设置有液晶显示屏，液晶显示屏的下方内按键；在壳体的两侧面分别对称装有发射凸台和接收凸台。发射凸台与发射光纤的一端连接，发射光纤的一端与积分球的输入端连接，积分球的输出端与接收光纤的一端连接，接收光纤的另一端与接收凸台连接，所述的积分球正对待检测的土壤。在发射凸台内装有检测光源和参考光源；在所述的接收凸台内装有光电接收器，该光电接收器与电路单片机模块信号连接。本实用新型通过设置参考光源和检测光源两种不同波长的光，并且在壳体内设置封闭式凸台便于发射光纤更好地接收到发射光，光电接收器更好地接收到反射回来的光。
【IPC分类】G01N21/359
【公开号】CN204832023
【申请号】CN201520523347
【发明人】徐泽民, 吴翠, 徐微微, 张长浩, 张博, 王露, 胡晓峰, 林敏 , 刘辉军
【申请人】中国计量学院
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月17日