[发明专利]土壤光谱反射率和电导率检测装置及其检测方法

权利要求书

1.一种土壤光谱反射率和电导率检测装置，该装置底部为土壤检测探头，其特征在于，该装置还包括：

传感单元，用于产生光信号和恒定的电流，经过土壤产生反射光信号和电压信号，将反射光信号转换为电信号，将所述电信号和电压信号发送给控制处理单元

控制处理单元，用于对控制所述土壤光谱反射率和电导率检测装置，对接收到的所述电信号和电压信号进行处理，得到土壤光谱反射率和电导率，并根据土壤电导率对土壤光谱反射率进行修正，利用修正后的土壤光谱反射率得到土壤养分参数检测结果。

2.权利要求1所述的土壤光谱反射率和电导率检测装置，其特征在于，所述传感单元包括：

光源，用于产生光信号；

光纤，与所述土壤检测探头、光源、控制处理单元连接，用于传输入射和反射光信号；

光电传感器，用于将反射光信号转换为电信号；

恒流电源，用于产生恒定的电流；

环式探针，设置于装置底部土壤检测探头内，与绝缘圆环交替排列，与所述恒流电源和控制处理单元连接，用于探测电流流过土壤的电压。

3.权利要求2所述的土壤光谱反射率和电导率检测装置，其特征在于，所述环式探针为四环探针，其中两端的环式探针为恒流电源的输入端，与所述恒流电源连接，中间的两个环式探针为电压信号输出端，与所述控制处理单元连接。

4.权利要求2所述的土壤光谱反射率和电导率检测装置，其特征在于，所述控制处理单元包括：装置控制单元、放大电路、滤波电路、A/D转换电路、处理器、显示器和U盘存储模块；

所述处理器用于对接收到的所述电信号和电压信号进行处理，得到土壤光谱反射率和电导率，并根据土壤电导率对土壤光谱反射率进行修正，利用修正后的土壤光谱反射率得到土壤养分参数检测结果；

所述U盘存储模块用于将检测数据存储在U盘中。

5.权利要求1所述的土壤光谱反射率和电导率检测装置，其特征在于，该装置上还设置有滤光片。

6.权利要求1所述的土壤光谱反射率和电导率检测装置，其特征在于，所述土壤光谱反射率和电导率检测装置为“Y”形，“Y”形土壤光谱反射率和电导率检测装置的两个顶端分别与光源和控制处理单元连接，底端为土壤检测探头。

7.一种土壤光谱反射率和电导率检测方法，其特征在于，该方法包括步骤：

S1通过装置控制单元将土壤光谱反射率和电导率检测装置打开，将土壤光谱反射率和电导率检测装置的土壤检测探头部分插入土壤中；

S2光源产生光信号经光纤入射到土壤检测探头内的土壤中，恒流电源产生恒定的电流，经导线、环式探针流过土壤检测探头内的土壤；

S3所述光信号入射土壤检测探头内的土壤后产生反射光信号，通过光纤传输到光电传感器转换为电信号，将所述电信号发送给所述控制处理单元，所述恒定的电流流过土壤检测探头内的土壤形成电压信号，将所述电压信号发送给所述控制处理单元；

S4所述控制处理单元利用所述电信号和电压信号通过处理器计算土壤的光谱反射率和电导率含量，利用土壤的电导率得到修正值对土壤的光谱反射率进行修正，通过修正后的土壤的光谱反射率获得土壤的检测结果；

S5控制处理单元上的显示器显示检测结果，U盘存储模块将检测结果保存至U盘。

8.权利要求7所述的土壤光谱反射率和电导率检测方法，其特征在于，步骤S4中所述控制处理单元利用放大电路、滤波电路、A/D转换电路对所述电信号和电压信号进行预处理。

9.权利要求7所述的土壤光谱反射率和电导率检测方法，其特征在于，步骤S4中所述土壤的光谱反射率的修正值的获取方法为：

S41制备标准土样，所述标准土样为检测区域内风干后的土壤；

S42利用土壤光谱反射率和电导率检测装置测量标准土样的土壤电导率，记为σ₀；

S43利用滤光片得到n个光谱反射率值，采用的滤光片个数是n，则一次测量可测得n个光谱反射率值R₁,R₂，…,R_n，土壤电导率的值为σ；

S44对测量的光谱反射率按照式(1)进行修正

Ri′=logσσ0×Ri(i=1,2,...,n)---(1)]]>

其中，R_i为检测的土壤光谱反射率，σ₀为标准土样的电导率值，σ为检测的土壤的电导率值，R'_i为土壤光谱反射率的修正值。