[发明专利]基于臭氧氧化发光光谱的土壤养分原位速测方法及装置

权利要求书

1.一种基于臭氧氧化发光光谱的土壤养分原位速测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1）制取臭氧并干燥净化；

2）将臭氧与土壤样品充分反应，产生光信号，将光信号由聚光器汇合后通过切光器进行斩光，形成已知波段的光谱信号，再经放大器进行信号放大、滤波器过滤噪声，获取较强的光谱信号；

3）对处理后的光谱信号依次经过不同土壤养分特定波段的滤光片后，获取土壤养分的原始光谱；

4）土壤养分的原始光谱被探测器接收，经光电转换器把光信号转换成电信号，同时输出电信号特征；

5）将电信号特征输入预测模型，输出土壤养分含量。

2. 根据权利要求1所述的基于臭氧氧化发光光谱的土壤养分原位速测方法，其特征在于，所述步骤5）中的预测模型为通过标准样品和空白样品进行绘制，分别测定标准样品和空白样品的臭氧氧化发光光谱，根据常规化学方法测定标准样品和空白样品的土壤养分含量，建立不同土壤养分含量与对应特征光谱的函数关系，作为不同土壤养分的预测模型。

3. 根据权利要求1或2所述的基于臭氧氧化发光光谱的土壤养分原位速测方法，其特征在于，所述步骤3）中的滤光片设置有5个，所述5个滤光片的波段及其对应的土壤养分分别为：680 nm，有机质组分-脂类；610 nm，土壤氮；560 nm，有机质组分-粗木质素；550 nm，土壤有机质；420 nm，有机质组分-粗纤维素。

4. 根据权利要求1所述的基于臭氧氧化发光光谱的土壤养分原位速测装置，其特征在于，所述装置包括臭氧氧化发光信号采集装置、光信号强化放大装置、土壤养分光谱采集装置、光谱解析及数据处理装置；

所述臭氧氧化发光信号采集装置包括反应室和聚光器，所述土壤样品与臭氧在反应室反应产生光信号，并由聚光器采集土壤样品与臭氧反应产生的光信号；

所述光信号强化放大装置包括切光器、放大器和滤波器，经斩光器进行斩光，形成已知波段的光谱信号，再经放大器放大信号及滤波器去除噪声，获取较强的光谱信号；

所述土壤养分光谱采集装置包括滤光片、探测器和光电转换器，光信号强化放大装置处理后的光信号依次经过不同土壤养分特定波段的滤光片后，获取土壤养分的原始光谱，土壤养分的原始光谱被探测器接收，经光电转换器把光信号转换成电信号，同时输出电信号特征；

所述光谱解析及数据处理装置将电信号特征输入预测模型，输出土壤养分含量。

5. 根据权利要求4所述的基于臭氧氧化发光光谱的土壤养分原位速测装置，其特征在于，所述装置包括臭氧发生装置，所述臭氧发生装置包括臭氧发生器、干燥皿和分子筛，所述臭氧发生器制取臭氧，经过干燥皿和分子筛进行干燥净化处理。