[发明专利]农作物栽培基质中水肥含量原位检测装置及其检测方法

权利要求书

1.农作物栽培基质中水肥含量原位检测装置，其特征在于：包括：水肥原位采集器（1）和光谱分析设备（2），水肥原位采集器（1）预埋在栽培基质（3）中用于时刻采集栽培基质（3）内的水肥，获得测定样品，光谱分析设备（2）用于发射特定波长的激光对水肥原位采集器（1）内采集的测定样品进行检测分析测定样品内氮、磷、钾的含量，水肥原位采集器（1）与光谱分析设备（2）之间设置有用于连续输送测定样品的连续进样系统；

光谱分析设备（2）包括激光光源（201），激光光源（201）通过石英光纤（209）连接有多模激光分路器（202），多模激光分路器（202）上安装有两条光源线路，两条光源线路分别包括测定参比光源线路（217）和测定样品光源线路（218）；

多模激光分路器（202）将激光光源（201）发射出的激光分光成测定参比激光光束和测定样品激光光束，测定参比激光光束沿测定参比光源线路（217）传输，测定样品激光光束沿测定样品光源线路（218）传输；

水肥原位采集器（1）包括水肥采集盒（11）和水肥储存盒（12），水肥采集盒（11）和水肥储存盒（12）之间设置有连通管道（13），水肥采集盒（11）用于时刻采集土壤内的水肥，以获得测定样品，并通过连通管道（13）输送至水肥储存盒（12）内；

水肥采集盒（11）的上方位于采集口处设置有用于对土培基质的泥土进行过滤的过滤渗透层（14），水肥储存盒（12）内设置有浮球液位检测开关（16）。

2.根据权利要求1所述的农作物栽培基质中水肥含量原位检测装置，其特征在于：测定参比光源线路（217）包括第一准直镜（203），第一准直镜（203）的一侧间隔设置有参比光电探测器（205），第一准直镜（203）与参比光电探测器（205）之间间隔设置有参比透射比色皿（207）。

3.根据权利要求2所述的农作物栽培基质中水肥含量原位检测装置，其特征在于：测定样品光源线路（218）包括第二准直镜（204），第二准直镜（204）的一侧间隔设置有样品光电探测器（206），第二准直镜（204）与样品光电探测器（206）之间间隔设置有样品透射比色皿（208）。

4.根据权利要求3所述的农作物栽培基质中水肥含量原位检测装置，其特征在于：连续进样系统包括第一蠕动泵（213）和第二蠕动泵（214），第一蠕动泵（213）的进液端与水肥储存盒（12）连通，第一蠕动泵（213）的出液端与样品透射比色皿（208）的进液口连通；第二蠕动泵（214）的进液端与参比样本池（219）连通，第二蠕动泵（214）的出液端与参比透射比色皿（207）的进液口连通。

5.一种农作物栽培基质中水肥含量原位检测方法，其特征在于：基于权利要求1-4任一项所述的农作物栽培基质中水肥含量原位检测装置；该检测方法包括如下步骤：

S1、将水肥原位采集器（1）预埋在栽培基质（3）内；

S2、栽培基质（3）内的水肥通过过滤渗透层（14）渗透至水肥采集盒（11）内，而后通过连通管道（13）进入水肥储存盒（12）内，以获得测定样品；

S3、连续进样系统为测定参比光源线路（217）和测定样品光源线路（218）连续输送参比样本和测定样品；

S4、激光光源（201）发射特定波长的光源并传输至多模激光分路器（202），多模激光分路器（202）将该光源分成测定参比激光光束和测定样品激光光束，测定参比激光光束沿测定参比光源线路（217）传输至参比透射比色皿（207），用于照射参比样本，测定样品激光光束沿测定样品光源线路（218）传输至样品透射比色皿（208），用于照射测定样品；

S5、参比光电探测器（205）检测测定参比激光光束照射参比透射比色皿（207）内的参比样本时的吸光度，获得参比吸光度；

S6、样品光电探测器（206）检测测定样品激光光束照射样品透射比色皿（208）内的测定样品时的吸光度，获得样品吸光度；

S7、获取参比吸光度信号和样品吸光度信号，并通过公式：样品吸光度-参比吸光度=样品实际吸光度，获得样品实际吸光度，根据样品实际吸光度，计算测定样品中相对应营养元素的含量。

6.根据权利要求5所述的一种农作物栽培基质中水肥含量原位检测方法，其特征在于：步骤S4中，激光光源（201）包括氮元素检测激光光源、磷元素检测激光光源、钾元素检测激光光源，氮元素检测激光光源的波长为217nm；磷元素检测激光光源的波长为490nm；钾元素检测激光光源的波长为440nm。