[发明专利]用于原位土壤分析的装置和方法

权利要求书

1.一种用于原位土壤分析的传感器装置(1)，所述传感器装置包括：

传感器组合件，所述传感器组合件具有一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被单独地或累积地配置成同时原位测量待分析土壤(11)的以下土壤性质中的至少两种土壤性质并且提供对应的相应测量数据：

(a)阻抗谱

(b)温度；

(c)从NIR延伸到UV的光谱范围内的吸收光谱NIR-VIS-UV

(d)酸性或碱性特性

其中：

相对于其相应的被测换能器限定的所述传感器组合件的每两个传感器之间的距离值不超过10cm。

2.根据权利要求1所述的传感器装置(1)，其中所述传感器组合件包含用于原位检测所述待分析土壤(11)的阻抗谱的阻抗传感器，其中所述阻抗传感器包括：

第一支撑元件(12)；

两个导电轨道(14)，所述两个导电轨道布置在所述第一支撑元件(12)上但与所述第一支撑元件电绝缘并且彼此电绝缘，其中所述两个导电轨道中的至少一个导电轨道含有导电的、耐腐蚀的聚合物或复合材料；

控制装置(15a)，所述控制装置被配置成在所述两个导电轨道(14)之间施加AC电压以在预定频率范围内改变其频率，并且在此过程期间在所述传感器装置(1)的操作期间，当将所述AC电压引入到所述待分析土壤(11)中的方式为使得所述导电轨道(14)与所述待分析土壤(11)电接触时，响应于通过所述导电轨道(14)施加到所述待分析土壤上的所述AC电压而检测所述待分析土壤(11)的阻抗谱，并且以对应的测量数据的形式提供所述阻抗谱。

3.根据权利要求2所述的传感器装置(1)，其中所述第一支撑元件至少在由所述导电轨道(14)覆盖的区域中是导电的，并且所述控制装置(15a)被进一步配置成在检测所述待分析土壤(11)的所述阻抗谱期间向此至少一个区域施加接地电位。

4.根据权利要求2或3所述的传感器装置(1)，其中所述预定频率范围包含的范围为100Hz到1MHz。

5.根据权利要求2到4中任一项所述的传感器装置(1)，其中：

所述第一支撑元件被构造为长钉，所述长钉是至少部分地中空的，以至少部分引入到所述待分析土壤(11)中，

其中绝缘层施加到所述长钉的表面，并且所述两个导电轨道(14)进而布置在所述绝缘层上；并且

所述控制装置(15a)定位于所述第一支撑元件(12)的中空部分的内部。

6.根据权利要求2到5中任一项所述的传感器装置(1)，其中所述传感器组合件包括用于检测所述待分析土壤(11)的温度的温度传感器(15c)，其中所述温度传感器与所述阻抗传感器一起被构造为集成阻抗/温度传感器组合件(3)，所述集成阻抗/温度传感器组合件被配置成同时并原位检测所述待分析土壤(11)的阻抗谱以及温度并且使其分别以对应的测量数据的形式可用。

7.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置(1)，其中所述传感器组合件包括用于原位检测所述待分析土壤(11)的吸收光谱的吸收光谱仪组合件(5)，所述吸收光谱仪组合件包括：

至少两个MEMS吸收光谱仪(26a，26b)，所述至少两个MEMS吸收光谱仪的光谱覆盖至少在电磁光谱的一些部分上有所不同，使得所述待分析土壤(11)的吸收光谱能够通过整个所述MEMS吸收光谱仪(26a，26b)累积地检测，所述吸收光谱具有在NIR范围内以及在VIS范围内以及同样在UV范围内的部分。

8.根据权利要求7所述的传感器装置(1)，其中所述吸收光谱仪组合件(5)进一步包括可移动载台(4)，所述吸收光谱仪布置在所述可移动载台上的方式为使得当所述载台(24)在所述传感器装置(1)的所述测量操作期间相对于所述待分析土壤(11)搁置的虚拟测量表面移动时，所述吸收光谱仪能够光谱地测量有待由所述吸收光谱仪扫描的所述土壤(11)的区域以检测在所述待扫描区域上整合的吸收光谱。