专利名称：脉冲氙灯式土壤养分测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于土壤养分检测领域，尤其涉及一种脉冲氙灯式土壤养分测试仪。
背景技术：
土壤养分参数是重要的土壤肥力指标，它反映了土壤供给作物生长的能力。近年 来，我国大力推行测土配方施肥技术，以促进提高肥料利用率，并有效地减少由于过度施肥 导致的环境污染问题。土壤养分测试是测土配方施肥的基础，对土壤养分进行准确和快速 的测量是精准施肥的基础。对土壤养分的检测有多种方法，一般情况，可通过原子吸收分光 光度计测量土壤中的金属微量元素；对于土壤中的非金属元素，常用的方法是通过紫外分 光光度计或者光电比色计进行；通过电化学传感器测量土壤中的PH值和电导率等。对于土 壤中的部分大量元素，也有通过近红外方法进行测试的报道。土壤养分中非金属元素测试常用的紫外可见光分光光度计通常采用单光束或双 光束光源、单通道的光电倍增管实现光电转换、通常采用波长扫描机构(光栅或正弦机构) 实现整个光谱范围的波长扫描。因此，这类仪器体积庞大、测量速度慢、不能在线测量、仪器 使用要求固定安放不能有任何震动条件，故其只能在实验室内使用，而限制了其在农业现 场和工业现场的应用推广。近年来，随着光电技术、计算机技术、CCD检测器等技术的发展、 将该类分光光度计小型化、便携化直接进行现场应用的业务需求越来越多。

实用新型内容本实用新型针对现有技术存在的设备体积大，测试条件苛刻的不足，提供了一种 脉冲氙灯式土壤养分测试仪。其特征在于，所述样品模块位于光源模块及分光模块之间，所 述分光模块与检测模块相连，所述检测模块与信号处理模块相连，所述信号处理模块与显 示模块相连；电源模块与所述光源模块相连；控制模块分别与所述电源模块、光源模块以及信号处理模块相连。所述光源模块为脉冲氙灯，发射200-760nm的连续光谱。所述分光光栅为C-T单色器，波长范围为190-1000nm。所述检测器为1024像元的光电二极管阵列检测器。所述CPU及通信控制接口模块中的信号处理采用16位基于ARMCorteX-M3嵌入式 系统的STM32单片机。所述样品模块采用石英样品池。本实用新型不仅实现了高精度分光，还可一次性地扫描全光谱，光源不仅寿命长， 且可在执行扫描时随时启动，不需要预热。因此，本实用新型的脉冲氙灯式土壤养分测试仪 不仅具有常规实验室用紫外可见光分光光度计的基本功能，还具有便携、抗震、快捷、经济、 实用等附加功能，可以准确、快捷地进行土壤养分中非金属元素的高效测试。以下结合附图对本实用新型作详细说明

图1为脉冲氙灯式土壤养分测试仪的结构组成。
具体实施方式
如图1所示，脉冲氙灯式土壤养分测试仪由电源模块、光源模块、样品模块、分光 模块、信号处理模块、控制模块、显示模块组成。电源模块由220V交流供电和12V锂离子电池组成，负责利用交流电或蓄电池给仪 器的各部件供电。光源模块由脉冲氙灯组成，可发射200-760nm的连续光谱，照射到样品模块上。样品模块使用石英样品比色皿以减少紫外光的损失。分光模块对通过样品模块的复合光进行分光，采用衍射光栅C-T单色器作为分光 器部件，实现同步后分光而不影响分辨率。检测模块采用1024像元的光电二极管阵列PDA作为检测器，将光栅分光后的光信 号转变成电信号，无需转动光栅即可实现全波段光谱扫描。经过检测模块的电信号传输至信号处理模块，处理后的数据通过显示模块显示。控制模块采用16位基于ARM Cortex-M3嵌入式系统的STM32单片机及其I/O接 口，控制电源和光源的开闭，并检测模块采集的各种原始信息进行分析和处理。显示模块采用2. 8寸320 X 240真彩触摸屏。
权利要求1.脉冲氙灯式土壤养分测试仪，其特征在于，所述样品模块位于光源模块及分光模块 之间，所述分光模块与检测模块相连，所述检测模块与信号处理模块相连，所述信号处理模 块与显示模块相连；电源模块与所述光源模块相连；控制模块分别与所述电源模块、光源模块以及信号处理模块相连。
2.如权利要求1所述的测试仪，其特征在于，所述光源模块为脉冲氙灯。
3.如权利要求1所述的测试仪，其特征在于，所述分光模块为C-T单色器。
4.如权利要求1所述的测试仪，其特征在于，所述检测模块为1024像元的光电二极管 阵列检测器。
专利摘要本实用新型提出了一种脉冲氙灯式土壤养分测试仪。采用可发射200-760nm的连续光谱的脉冲氙灯作为紫外可见光的光源；以衍射光栅C-T单色器作为分光器部件实现同步后分光；利用1024像元的光电二极管阵列PDA作为检测器，无需转动光栅即可实现全波段光谱扫描；信号处理采用16位基于ARMCortex-M3嵌入式系统的STM32单片机。脉冲氙灯式土壤养分测试仪不仅具有常规实验室用紫外可见光分光光度计的基本功能，还具有便携、抗震、快捷、经济、实用等附加功能，可以准确、快捷地进行土壤养分中N、P、S、B等非金属元素的高效测试。
文档编号G01N21/31GK201788146SQ20102051132
公开日2011年4月6日 申请日期2010年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者李选培, 胡娟秀, 贺冬仙, 鲁绍坤 申请人:中国农业大学