[发明专利]土壤养分传感器

权利要求书

1.土壤养分传感器，其特征在于：包括集成在电路板卡上的电路系统和光路系统，所述的电路系统包括为电路系统和光路系统供电的电源模块、控制模块、数模转化模块、运算放大器；所述的光路系统包括光学芯片、校准模块及探测器。

2.根据权利要求1所述的土壤养分传感器，其特征在于：所述的电源模块为锂离子电池供电和市电变压稳压电路；

所述的控制模块为微处理器芯片或可编程逻辑器件高速通用控制芯片的任意一种；

所述的模数转化模块为高速24位A/D转化器。

3.根据权利要求1所述的土壤养分传感器，其特征在于：所述的光学芯片分为近红外光源和微机电分光系统，所述的光学芯片包括光学元件、光学平台、冷却平台、铜壳，再无尘条件下将所述的光学元件安装在光学平台上，所述的光学平台固定在冷却平台上以确保整个光学芯片稳定工作，然后用铜壳将光学元件、光学平台以及冷却平台封装，电路通过侧边的碟状引脚引出，焊接在电路板卡上。

4.根据权利要求3所述的土壤养分传感器，其特征在于：所述的近红外光源采用可调谐超辐射发光二极管。

5.根据权利要求1所述的土壤养分传感器，其特征在于：所述的校准模块包括两块分光镜和两个探测器，并通过两块分光镜和两个探测器来实现波长和功率双校准功能，所述的分光镜一和分光镜二将该光分别提供给探测器一进行波长测量和探测器二进行功率测量，测量结果将反馈到控制模块，再通过改进参数实现光路模块进一步调整波长和功率，直至完成波长和功率校准。

6.根据权利要求3所述的土壤养分传感器，其特征在于：所述近红外光源发出的光通过透镜准直后形成平行光，经过45℃起偏器P1起偏后，再经过补偿板和楔状双折射晶体RC1以及楔状双折射晶体RC2，再经过负45℃检偏器P2；通过压电陶瓷控制楔状双折射晶体RC2移动，移动方向与楔状双折射晶体RC1斜边平行，实现光程的改变；氦氖激光器发出的光的传播方向与近红外光源传播的方向反向；所述氦氖激光器发出的光经过带通滤光片进入光电探测器；所述的带通滤波片将其他的光滤除，只让氦氖光通过；每当光电探测器探测到的信号为零时，则通过光电探测器感应氦氖激光强度来触发探测器的信号。

7.根据权利要求1所述的土壤养分传感器，其特征在于：所述的光学芯片采用微机电系统技术制作，以碟状封装芯片安装在电路板卡上。

8.根据权利要求3所述的土壤养分传感器，其特征在于：所述光学元件通过X光深度同步辐射光刻、电铸制模和注模复制三个工艺步骤制造成型。