[发明专利]一种土壤总氮含量检测系统和方法

权利要求书

1.一种土壤总氮含量检测系统，其特征在于，包括：激光发射模块、光路切换模块、参考样品选择模块、信号接收模块、数据处理模块以及检测腔室；

其中，所述激光发射模块包括激光器，用于发射能量大于预设能量阈值的激光；

所述光路切换模块包括反射镜，所述反射镜用于反射所述激光，所述激光经所述反射镜反射后，聚焦在第一检测位置；

所述参考样品选择模块包括参考样品轮，所述参考样品轮上分布有硅板和多个土壤样品压片，所述参考样品轮用于将所述硅板或与待测土壤的类型相同的第一土壤样品压片，旋转至所述第一检测位置；

所述检测腔室位于第二检测位置，用于放置所述待测土壤；

所述信号接收模块用于接收所述硅板在所述第一检测位置被所述激光激发产生的第一诱导击穿光谱数据、所述第一土壤样品压片在所述第一检测位置被所述激光激发产生的第二诱导击穿光谱数据以及所述待测土壤在所述第二检测位置被所述激光激发产生的第三诱导击穿光谱数据；

所述数据处理模块与所述信号接收模块电连接，用于根据所述第一诱导击穿光谱数据、所述第二诱导击穿光谱数据、所述第三诱导击穿光谱数据以及所述第一土壤样品压片的总氮含量，得到所述待测土壤的总氮含量；

所述信号接收模块包括：

接收头、光纤和信号接收器，所述接收头包括聚焦透镜，所述聚焦透镜用于会聚所述硅板经所述激光激发后产生的第一信号、所述第一土壤样品压片经所述激光激发后产生的第二信号和所述待测土壤经所述激光激发后产生的第三信号；

所述光纤包括光纤耦合器，所述光纤耦合器与所述聚焦透镜连接，用于将所述第一信号、所述第二信号和所述第三信号，耦合进所述光纤；

所述信号接收器与所述光纤连接，用于将所述第一信号转换成所述第一诱导击穿光谱数据、将所述第二信号转换成所述第二诱导击穿光谱数据以及将所述第三信号转换成所述第三诱导击穿光谱数据；

所述接收头还包括挡板，所述挡板用于阻挡所述第一信号、所述第二信号或所述第三信号进入所述光纤；

所述参考样品选择模块还包括：步进电机，所述步进电机与所述参考样品轮相连，用于带动所述参考样品轮转动；

所述系统还包括：

时序控制模块，所述时序控制模块分别与所述激光发射模块、所述光路切换模块、所述参考样品选择模块以及所述信号接收模块电连接，用于控制所述激光发射模块、所述光路切换模块、所述参考样品选择模块以及所述信号接收模块之间的时间匹配。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

人机交互模块，所述人机交互模块与所述数据处理模块电连接，用于显示所述待测土壤的总氮含量。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

电源模块，所述电源模块分别与所述激光发射模块、所述光路切换模块、所述参考样品选择模块、所述信号接收模块以及所述数据处理模块电连接，用于提供电能。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

移动把手，所述移动把手位于所述系统的外壳上，用于移动所述系统。

5.一种应用如权利要求1-4任一所述的系统进行土壤总氮含量检测的方法，其特征在于，包括：

分别接收空气中硅板的第一诱导击穿光谱数据、第一土壤样品压片的第二诱导击穿光谱数据以及待测土壤的第三诱导击穿光谱数据；其中，所述第一土壤样品压片的类型与所述待测土壤的类型相同；

获取所述第一土壤样品压片的总氮含量；

根据所述第一诱导击穿光谱数据、所述第二诱导击穿光谱数据、所述第三诱导击穿光谱数据以及所述第一土壤样品压片的总氮含量，得到所述待测土壤的总氮含量。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

将激光聚焦在第一检测位置；

将所述硅板转动到所述第一检测位置，得到所述第一诱导击穿光谱数据；

将所述第一土壤样品压片转动到所述第一检测位置，得到所述第二诱导击穿光谱数据。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

将激光聚焦在第二检测位置；

所述检测腔室高度下降，罩在所述待测土壤表面，使所述待测土壤处于所述第二检测位置，得到所述第三诱导击穿光谱数据。