[发明专利]一种新型农田地下土壤水分与钾元素检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及土壤检测技术领域，具体为一种新型农田地下土壤水分与钾元素检测装置。

背景技术

土壤由岩石风化而成的矿物质、动植物，微生物残体腐解产生的有机质、土壤生物(固相物质)以及水分(液相物质)、空气(气相物质)，氧化的腐殖质等组成。固体物质包括土壤矿物质、有机质和微生物通过光照抑菌灭菌后得到的养料等。液体物质主要指土壤水分。气体是存在于土壤孔隙中的空气。土壤中这三类物质构成了一个矛盾的统一体。它们互相联系，互相制约，为作物提供必需的生活条件，是土壤肥力的物质基础。土壤水是植物吸收水分的主要来源(水培植物除外)，另外植物也可以直接吸收少量落在叶片上的水分。土壤水的主要来源是降水和灌溉水，参与岩石圈-生物圈-大气圈-圈-水圈的水分大循环。而土壤中富含的钾元素也是养分的主要成分。

申请号为201510122666.9，名称为一种土壤检测改良设备的发明专利，第一钻头安装在机体的下端用于土壤检测改良设备的钻进，把手安装在机体的上端用于握持土壤检测改良设备，机体的上端安装有相对于机体中心对称的气缸，气缸的内部安装有活塞，活塞的下端通过活塞杆连接有第二钻头，机体的底端安装有杂质分散机，机体的内部安装有用于驱动第一钻头的电机，电机上安装有转轴，转轴的两侧对称分布有贮料室，转轴的上端安装有空气压缩机，空气压缩机与机体形成密闭的采样机内腔，采样机内腔上部安装有分析仪，该设备可有效检测土壤的成分，改变土壤的性能，优化了种植环境。但是其对于土壤内部的水分以及钾元素的检测并没有很好的解决，因此设计了一种新型农田地下土壤水分与钾元素检测装置。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种新型农田地下土壤水分与钾元素检测装置，通过检测外壳内设置的激光检测模块检测土壤，利用激光诱导击穿光谱技术，高能激光脉冲直接击中土壤样品表面，在分析材料表面形成高强度激光光斑，对此光谱进行探测可获得土壤中的钾元素含量信息，通过钻头式的水分检测探头，采用水吸力检测方式来检测土壤水分，可以很好的采集田地里土壤的信息参数，值得推广。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型农田地下土壤水分与钾元素检测装置，包括检测外壳，所述检测外壳右端设置有滑动轨道，所述滑动轨道内设置有滑动板，所述滑动板右端连接有机壳，所述机壳下端设置有若干个水分检测探头，所述检测外壳内部设置有激光检测模块，所述检测外壳左端设置有连接杆，所述连接杆左端设置有安装座，所述安装座内设置有超声波测距装置，所述检测外壳左端设置有破土犁，所述检测外壳下端设置有刮土板与遮光挡板；

所述水分检测探头连接有单片机控制器，所述单片机控制器上连接有时钟模块、电源模块、键盘接口、数据存储器、LCD显示器、报警模块与串口数据传输接口；

所述激光检测模块包括入射光纤与采集光纤，所述入射光纤与采集光纤下端均连接在聚焦透镜组件上，所述聚焦透镜组件两端设置有透镜安装脚，所述入射光纤连接有Nd:YAG激光器，所述Nd:YAG激光器连接有延时产生器，所述延时产生器连接有CCD相机，所述CCD相机连接有上位机与光栅光谱仪，所述上位机与延时产生器相连接，所述光栅光谱仪与采集光纤相连接。

作为本发明一种优选的技术方案，所述检测外壳包括外壳主体，所述外壳主体内部设置有探头安装板，所述探头安装板倾斜设置，所述外壳主体上端设置有弯折段，所述外壳主体上端设置有外壳开口，所述外壳开口内部设置有橡胶密封塞，所述橡胶密封塞内部设置有引线穿孔，所述外壳主体下端设置有刮板安装凹槽与遮光板安装凹槽，所述刮板安装凹槽与遮光板安装凹槽插入安装螺栓。

作为本发明一种优选的技术方案，所述水分检测探头包括钻头，所述钻头上设置有螺旋叶片，所述钻头内设置有通孔，所述通孔上端设置有塑料管，所述塑料管下端设置有陶土头，所述塑料管上端连接有集气管，所述集气管连接有压阻传感器，所述集气管上端设置有集气管橡胶塞。

作为本发明一种优选的技术方案，所述超声波测距装置包括测距外壳，所述测距外壳内部设置有柔性电路板，所述柔性电路板上安装有两个超声波探头，所述超声波探头下端设置有喇叭口，所述测距外壳内部设置有中空隔音层，所述测距外壳内部设置有聚乙烯发泡隔音层。

作为本发明一种优选的技术方案，所述破土犁包括犁主板，所述犁主板左端设置有破土刃，所述犁主板下端设置有犁底座，所述犁底座上设置有旋转轴，所述旋转轴连接有犁尖，所述犁尖横截面为三角形结构，所述犁底座下端设置有平整辊。