[发明专利]用于原位土壤分析的装置和方法

说明书

本发明涉及土壤分析领域，具体地是农业或园艺土壤的技术分析。具体地，本发明涉及一种用于原位土壤分析的传感器装置、用于原位土壤分析的方法和被设置用于执行所述土壤分析方法的装置，其中所述装置与所述传感器装置中的一个或多个传感器装置一起并且与其交互表示用于原位土壤分析的系统。所述传感器装置具有传感器组合件，所述传感器组合件包括一个或多个传感器，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)在从NIR(近红外光谱范围)到UV(紫外光谱范围)的光谱范围内的吸收光谱NIR‑VIS‑UV；以及(d)酸性或碱性特性，具体地是pH值。在此情况下，相对于相应的测量变量传感器限定的所述传感器组合件的所述传感器中的两个传感器之间的距离值在每种情况下不超过10cm。

本发明涉及土壤分析领域，具体地是但不限于用于农业或园艺目的的土壤的技术分析。具体地，本发明涉及一种用于原位土壤分析的传感器装置、用于原位土壤分析的方法和被布置成执行所述土壤分析方法的装置，由此，此装置与所述传感器装置中的一个或多个传感器装置一起并且合作构成用于原位土壤分析的系统。

在土壤分析领域，当前主要使用基于实验室的分析方法，所述分析方法基于以下：从待分析的土壤中采集一个或多个样品，将所述一个或多个样品运送到适合的实验室进行处理和分析。此后，准备对应的分析报告并且发送给接收者或客户。通常，从采集样品到通知分析结果之间至少要花几天时间，但大多数情况下要花几周时间，特别是在需求旺盛的时间期间，如例如春季(对于中欧)。在用于土壤分析的典型标准实验室中，可以借助于基于标准化实验室的分析方法测定水含量、微量和常量养分含量、电导率、土壤类型、pH值以及可用的氮、磷和碳的总量或浓度。针对农场主的典型土壤样品包含例如土壤类型、氮、磷、钾、镁、硼、铜、锌、锰和铁含量的参数以及土壤的pH值和其对关于石灰要求的可能说明。尽管在此类实验室分析中使用的方法非常准确，但是其不能“原位”使用，即无法在没有事先取样且现场取样的情况下在待分析的土壤上(例如在用于农业或园艺用途的区域上)使用，因为出于此目的所需的技术设备是不可移动的或因为所述分析要求只有在实验室中才能实现的标准化环境条件。

作为实验室中土壤分析的替代方案，如今已经有一些土壤原位或半原位分析方法可用。然而，可用的分析范围仅限于根据土壤样品分析水含量、pH值、电导率和土壤类型。然而，其它参数如具体地涉及钾、镁、铜、锰、锌、溴、铁、有效磷、腐殖质含量以及总氮含量和总碳含量的与农场主和园艺家高度相关的参数目前还不能进行原位分析。另外，迄今为止，尚无已知的原位分析方法能够靠其自己以可靠的方式记录测量结果或分析结果，从法律角度来看，许多国家可能需要以此作为验证法律法规(如法定肥料法规等)的基础。

在此背景下，本发明的目的是提供用于原位土壤分析的改进的装置和方法。具体地，本发明的目的是提供用于原位土壤分析的装置和方法，与迄今为止已知的解决方案相比，所述装备和方法使得分析另外的土壤性质和/或实现改进的分析结果质量成为可能。

根据独立权利要求的教导来实现此目的的解决方案。本发明的各个实施例和进一步的发展是从属权利要求的主题。

本发明的第一方面涉及一种用于原位土壤分析的传感器装置。

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的以下土壤性质中的至少两种、优选地至少三种或所有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)在从NIR(近红外光谱范围)到UV(紫外光谱范围)的光谱范围内的吸收光谱NIR-VIS-UV；以及(d)酸性或碱性特性，具体地是pH值。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，优选地5cm并且特别优选地3cm。