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用于野外測(cè)試土柱高光譜的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于野外測(cè)試土柱高光譜的裝置，由探頭和底座裝置組成；探頭包括探頭藍(lán)寶石玻璃、探頭橡皮保護(hù)墊、鋁合金外殼、光質(zhì)均化系統(tǒng)固定支架、光質(zhì)均化系統(tǒng)、鹵素?zé)艄潭ㄖЪ堋Ⅺu素?zé)?、電源插孔固定螺帽、電源插孔、電源開關(guān)固定螺帽、電源開光手柄、電源開關(guān)、探頭手柄固定螺帽、探頭手柄、光纖插孔、光纖插孔固定螺帽、反射光會(huì)聚系統(tǒng)和反射光會(huì)聚系統(tǒng)固定支架；底座裝置包括探頭定位擋板、探頭定位底座、探頭定位螺釘、L型探頭定位夾板、夾板固定螺釘、底座U型槽和底座支撐架；本發(fā)明通過探頭在U型槽的滑動(dòng)，對(duì)打鉆獲取的野外土柱進(jìn)行連續(xù)光譜測(cè)定，預(yù)測(cè)得到從表層到深層土壤剖面有機(jī)質(zhì)含量連續(xù)分布，實(shí)現(xiàn)剖面土壤有機(jī)質(zhì)快速檢測(cè)。
【專利說明】用于野外測(cè)試土柱高光譜的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對(duì)打鉆獲取的野外土柱進(jìn)行連續(xù)光譜測(cè)定的裝置，尤其涉及一種利用緊湊型探頭和底座裝置快速連續(xù)檢測(cè)野外土柱剖面有機(jī)質(zhì)含量的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]土壤有機(jī)質(zhì)是土壤固相部分的重要組成部分，是農(nóng)田土壤肥力和土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)。土壤有機(jī)質(zhì)能夠?yàn)橹参锾峁┬枰酿B(yǎng)分，促進(jìn)植物生長發(fā)育，通過影響土壤物理、化學(xué)和生物性質(zhì)而改善土壤肥力特性，對(duì)土壤形成、土壤肥力、環(huán)境保護(hù)及農(nóng)林可持續(xù)發(fā)展等方面都有著重要意義。
[0003]傳統(tǒng)測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量的化學(xué)分析方法通常時(shí)間久，花費(fèi)大，易污染環(huán)境，并且很難在田間直接實(shí)施，不能滿足快速有效檢測(cè)土壤有機(jī)質(zhì)空間分布和制圖的需要?？梢?近紅外反射光譜技術(shù)檢測(cè)土壤屬性信息具有快速、簡便、非接觸、不破壞等優(yōu)點(diǎn)?；趯?shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行的土壤有機(jī)質(zhì)的高光譜預(yù)測(cè)在國內(nèi)外都已經(jīng)獲得了廣泛的認(rèn)可。然而，室內(nèi)光譜測(cè)量所需的樣品采集、運(yùn)輸、制備等過程，削弱了可見近紅外(Vis-NIR)高光譜技術(shù)無損快速的優(yōu)勢(shì)。近年來，構(gòu)建各種土壤屬性的野外高光譜速測(cè)裝置成為土壤學(xué)的一大執(zhí)占。
[0004]關(guān)于土壤野外光譜測(cè)量的研究可以歸納為靜態(tài)的野外原位光譜測(cè)量和帶有機(jī)械傳動(dòng)裝置的動(dòng)態(tài)測(cè)量。靜態(tài)的野外原位光譜測(cè)量設(shè)備一般是在野外采樣點(diǎn)處將光譜輻射儀與土壤樣品相對(duì)固定地進(jìn)行光譜數(shù)據(jù)獲取。靜態(tài)野外原位測(cè)量可以通過在原有光譜儀上配備接觸式反射探頭或是在此基礎(chǔ)上對(duì)探頭進(jìn)行改進(jìn)來實(shí)現(xiàn)。隨著精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，對(duì)土壤屬性進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的需求越來越迫切，“on-the-go”(動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)測(cè)量)技術(shù)顯得越來越重要。野外土壤高光譜的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)測(cè)量裝置通常是由具有一定動(dòng)力的牽引裝置牽引，在前進(jìn)的同時(shí)實(shí)時(shí)測(cè)量野外土壤光譜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有打鉆土柱有機(jī)質(zhì)含量室內(nèi)檢測(cè)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、周期長的缺陷，提供一種用于野外測(cè)試土柱高光譜的裝置。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種用于野外測(cè)試土柱高光譜的裝置，由探頭和底座裝置組成；其中，所述探頭包括:探頭藍(lán)寶石玻璃、探頭橡皮保護(hù)墊、鋁合金外殼、光質(zhì)均化系統(tǒng)固定支架、光質(zhì)均化系統(tǒng)、鹵素?zé)艄潭ㄖЪ堋Ⅺu素?zé)?、電源插孔固定螺帽、電源插孔、電源開關(guān)固定螺帽、電源開光手柄、電源開關(guān)、探頭手柄固定螺帽、探頭手柄、光纖插孔、光纖插孔固定螺帽、反射光會(huì)聚系統(tǒng)和反射光會(huì)聚系統(tǒng)固定支架；所述底座裝置包括:探頭定位擋板、探頭定位底座、探頭定位螺釘、L型探頭定位夾板、夾板固定螺釘、底座U型槽和底座支撐架。
[0007]所述探頭外表面為鋁合金外殼，底部裝有水平放置的探頭藍(lán)寶石玻璃；探頭橡皮保護(hù)墊緊貼于探頭藍(lán)寶石玻璃下表面；探頭內(nèi)部中間有一豎直放置的固定在鹵素?zé)艄潭ㄖЪ苌系柠u素?zé)?，鹵素?zé)粽路街糜幸还潭ㄔ诠赓|(zhì)均化系統(tǒng)固定支架上的光質(zhì)均化系統(tǒng)；鹵素?zé)艄饷嬷写咕€和光質(zhì)均化系統(tǒng)光學(xué)中心軸線重合并且穿過底部探頭藍(lán)寶石玻璃橫截面中心點(diǎn)；光纖插孔通過光纖插孔固定螺帽固定在鋁合金外殼表面上，電源插孔通過電源插孔固定螺帽固定在鋁合金外殼表面上，電源開關(guān)通過電源開關(guān)固定螺帽固定在鋁合金外殼表面上；電源開關(guān)上部置有電源開光手柄；電源插孔通過電源線與電源開關(guān)相連，電源開關(guān)通過電源線與鹵素?zé)粝噙B；探頭手柄通過探頭手柄固定螺帽固定在鋁合金外殼表面上；反射光會(huì)聚系統(tǒng)固定在反射光會(huì)聚系統(tǒng)固定支架上，光纖插孔中心軸線和反射光會(huì)聚系統(tǒng)光學(xué)中心軸線重合并且穿過底部探頭藍(lán)寶石玻璃橫截面中心點(diǎn)。
[0008]所述探頭定位底座中間開有一孔，探頭底部嵌入該孔，探頭定位螺釘將探頭固定在兩塊L型探頭定位夾板之間；通過探頭定位螺釘調(diào)節(jié)探頭的高度，使得探頭底部的探頭藍(lán)寶石玻璃與土柱表面剛剛接觸山型探頭定位夾板通過夾板固定螺釘固定在探頭定位底座上；探頭定位底座水平放置在兩塊探頭定位擋板之間，限制探頭定位底座在底座U型槽只能沿土柱中軸線方向滑動(dòng)；兩塊探頭定位擋板焊接在底座U型槽上；底座支撐架支撐底座U型槽。
[0009]所述反射光會(huì)聚系統(tǒng)通過穿過光纖插孔的光纖與外部的光譜儀和電腦相連，所述鹵素?zé)敉ㄟ^穿過電源插孔的供電電源線與外部的電源相連。
[0010]本發(fā)明具有的有益效果是:本發(fā)明是通過緊湊型探頭在U型槽的滑動(dòng)，對(duì)打鉆獲取的野外土柱進(jìn)行連續(xù)光譜測(cè)定，進(jìn)而預(yù)測(cè)得到從表層到深層土壤剖面有機(jī)質(zhì)含量連續(xù)分布，實(shí)現(xiàn)了剖面土壤有機(jī)質(zhì)快速檢測(cè)。底座裝置的設(shè)計(jì)，既可以營造暗室避免外界光線進(jìn)入對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾，又避免了手持探頭分別測(cè)量的繁瑣操作，使操作更加簡單，省時(shí)省力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是緊湊型探頭平面結(jié)構(gòu)圖；
圖2是緊湊型探頭一角度立體圖；
圖3是緊湊型探頭另一角度立體圖；
圖4是緊湊型探頭和底座裝置的平面結(jié)構(gòu)圖；
圖5是緊湊型探頭和底座裝置的立體圖；
圖中:探頭藍(lán)寶石玻璃1、探頭橡皮保護(hù)墊2、鋁合金外殼3、光質(zhì)均化系統(tǒng)固定支架4、光質(zhì)均化系統(tǒng)5、齒素?zé)艄潭ㄖЪ?、齒素?zé)?、齒素?zé)綦娫淳€一 8、齒素?zé)綦娫淳€二 9、電源插孔固定螺帽10、電源插孔11、電源開關(guān)固定螺帽12、電源開光手柄13、電源開關(guān)14、探頭手柄固定螺帽15、探頭手柄16、光纖17、光纖插孔18、光纖插孔固定螺帽19、反射光會(huì)聚系統(tǒng)20、反射光會(huì)聚系統(tǒng)固定支架21、探頭定位擋板22、探頭定位底座23、探頭定位螺釘24、L型探頭定位夾板25、探頭26、夾板固定螺釘27、土柱28、底座U型槽29、底座支撐架30。

【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0013]如圖1-5所示，本發(fā)明一種用于野外測(cè)試土柱高光譜的裝置，由探頭26和底座裝置組成；其中，所述探頭26包括:探頭藍(lán)寶石玻璃1、探頭橡皮保護(hù)墊2、鋁合金外殼3、光質(zhì)均化系統(tǒng)固定支架4、光質(zhì)均化系統(tǒng)5、鹵素?zé)艄潭ㄖЪ?、鹵素?zé)?、電源插孔固定螺帽10、電源插孔11、電源開關(guān)固定螺帽12、電源開光手柄13、電源開關(guān)14、探頭手柄固定螺帽15、探頭手柄16、光纖插孔18、光纖插孔固定螺帽19、反射光會(huì)聚系統(tǒng)20和反射光會(huì)聚系統(tǒng)固定支架21 ;所述底座裝置包括:探頭定位擋板22、探頭定位底座23、探頭定位螺釘24、L型探頭定位夾板25、夾板固定螺釘27、底座U型槽29和底座支撐架30 ；
所述探頭26外表面為鋁合金外殼3，底部裝有水平放置的探頭藍(lán)寶石玻璃I ;探頭橡皮保護(hù)墊2緊貼于探頭藍(lán)寶石玻璃I下表面，起到保護(hù)探頭藍(lán)寶石玻璃I和防止外面光線進(jìn)入的作用；探頭26內(nèi)部中間有一豎直放置的固定在鹵素?zé)艄潭ㄖЪ?上的鹵素?zé)?，鹵素?zé)?正下方置有一固定在光質(zhì)均化系統(tǒng)固定支架4上的光質(zhì)均化系統(tǒng)5 ；鹵素?zé)?光面中垂線和光質(zhì)均化系統(tǒng)5光學(xué)中心軸線重合并且穿過底部探頭藍(lán)寶石玻璃I橫截面中心點(diǎn)；光纖插孔18通過光纖插孔固定螺帽19固定在鋁合金外殼3表面上，電源插孔11通過電源插孔固定螺帽10固定在鋁合金外殼3表面上，電源開關(guān)14通過電源開關(guān)固定螺帽12固定在鋁合金外殼3表面上；電源開關(guān)14上部置有電源開光手柄13 ;電源插孔11通過電源線與電源開關(guān)14相連，電源開關(guān)14通過電源線與鹵素?zé)?相連；探頭手柄16通過探頭手柄固定螺帽15固定在招合金外殼3表面上；反射光會(huì)聚系統(tǒng)20固定在反射光會(huì)聚系統(tǒng)固定支架21上，光纖插孔18中心軸線和反射光會(huì)聚系統(tǒng)20光學(xué)中心軸線重合并且穿過底部探頭藍(lán)寶石玻璃I橫截面中心點(diǎn)；
所述探頭定位底座23中間開有一孔，探頭26底部嵌入該孔，探頭定位螺釘24將探頭26固定在兩塊L型探頭定位夾板25之間；通過探頭定位螺釘24調(diào)節(jié)探頭26的高度，使得探頭26底部的探頭藍(lán)寶石玻璃I與土柱28表面剛剛接觸；L型探頭定位夾板25通過夾板固定螺釘27固定在探頭定位底座23上；探頭定位底座23水平放置在兩塊探頭定位擋板22之間，限制探頭定位底座23在底座U型槽29只能沿土柱28中軸線方向滑動(dòng)；兩塊探頭定位擋板22焊接在底座U型槽29上；底座支撐架30支撐底座U型槽29 ;
所述反射光會(huì)聚系統(tǒng)20通過穿過光纖插孔18的光纖17與外部的光譜儀和電腦相連，所述鹵素?zé)?通過穿過電源插孔11的供電電源線與外部的電源相連。
[0014]本發(fā)明的工作過程如下:
(O固定探頭:將探頭26底部朝下，使得探頭26嵌入探頭定位底座23中間開有的孔中，并通過探頭定位螺釘24固定在兩塊L型探頭定位夾板25之間；將兩塊L型探頭定位夾板25通過夾板固定螺釘27固定在探頭定位底座23上；將探頭定位底座23水平放置在兩塊探頭定位擋板22之間，兩塊探頭定位擋板22焊接在底座U型槽29上，因此探頭26隨探頭定位底座23只能在底座U型槽29上沿土柱28中軸線方向滑動(dòng)；將光纖17穿過光纖插孔18與外部的光譜儀和電腦相連；將電源開光手柄13調(diào)到off處，將供電電源線穿過電源插孔11與外部電源相連；將土柱28放入底座U型槽29內(nèi)，通過探頭定位螺釘24調(diào)節(jié)探頭26的高度，使探頭26底部的探頭藍(lán)寶石玻璃I與土柱28表面剛剛接觸。
[0015](2)測(cè)定:將光譜儀等儀器參數(shù)調(diào)試好，將電源開關(guān)手柄13調(diào)到on處，緩慢滑動(dòng)探頭定位底座23，測(cè)定土柱28光譜值。
【權(quán)利要求】
1.一種用于野外測(cè)試土柱高光譜的裝置，其特征在于，由探頭(26)和底座裝置組成；其中， 所述探頭(26)包括:探頭藍(lán)寶石玻璃(I)、探頭橡皮保護(hù)墊(2)、鋁合金外殼(3)、光質(zhì)均化系統(tǒng)固定支架(4)、光質(zhì)均化系統(tǒng)(5)、鹵素?zé)艄潭ㄖЪ?6)、鹵素?zé)?7)、電源插孔固定螺帽(10)、電源插孔(11)、電源開關(guān)固定螺帽(12)、電源開光手柄(13)、電源開關(guān)(14)、探頭手柄固定螺帽(15)、探頭手柄(16)、光纖插孔(18)、光纖插孔固定螺帽(19)、反射光會(huì)聚系統(tǒng)(20)和反射光會(huì)聚系統(tǒng)固定支架(21);所述底座裝置包括:探頭定位擋板(22)、探頭定位底座(23)、探頭定位螺釘(24)、L型探頭定位夾板(25)、夾板固定螺釘(27)、底座U型槽(29)和底座支撐架(30)； 所述探頭(26 )外表面為鋁合金外殼(3 )，底部裝有水平放置的探頭藍(lán)寶石玻璃(I);探頭橡皮保護(hù)墊(2)緊貼于探頭藍(lán)寶石玻璃(I)下表面；探頭(26)內(nèi)部中間有一豎直放置的固定在齒素?zé)艄潭ㄖЪ?6)上的齒素?zé)?7),齒素?zé)?7)正下方置有一固定在光質(zhì)均化系統(tǒng)固定支架(4)上的光質(zhì)均化系統(tǒng)(5);鹵素?zé)?7)光面中垂線和光質(zhì)均化系統(tǒng)(5)光學(xué)中心軸線重合并且穿過底部探頭藍(lán)寶石玻璃(I)橫截面中心點(diǎn)；光纖插孔(18)通過光纖插孔固定螺帽(19)固定在鋁合金外殼(3)表面上，電源插孔(11)通過電源插孔固定螺帽(10)固定在鋁合金外殼(3)表面上，電源開關(guān)(14)通過電源開關(guān)固定螺帽(12)固定在鋁合金外殼(3 )表面上；電源開關(guān)(14 )上部置有電源開光手柄(13 );電源插孔(11)通過電源線與電源開關(guān)(14)相連，電源開關(guān)(14)通過電源線與鹵素?zé)?7)相連；探頭手柄(16)通過探頭手柄固定螺帽(15)固定在招合金外殼(3)表面上；反射光會(huì)聚系統(tǒng)(20)固定在反射光會(huì)聚系統(tǒng)固定支架(21)上，光纖插孔(18)中心軸線和反射光會(huì)聚系統(tǒng)(20)光學(xué)中心軸線重合并且穿過底部探頭藍(lán)寶石玻璃(I)橫截面中心點(diǎn)； 所述探頭定位底座(23 )中間開有一孔，探頭(26 )底部嵌入該孔，探頭定位螺釘(24 )將探頭(26 )固定在兩塊L型探頭定位夾板(25 )之間；通過探頭定位螺釘(24 )調(diào)節(jié)探頭(26 )的高度，使得探頭(26)底部的探頭藍(lán)寶石玻璃(I)與土柱(28)表面剛剛接觸；L型探頭定位夾板(25 )通過夾板固定螺釘(27 )固定在探頭定位底座(23 )上；探頭定位底座(23 )水平放置在兩塊探頭定位擋板(22)之間，限制探頭定位底座(23)在底座U型槽(29)只能沿土柱(28)中軸線方向滑動(dòng)；兩塊探頭定位擋板(22)焊接在底座U型槽(29)上；底座支撐架(30)支撐底座U型槽(29)； 所述反射光會(huì)聚系統(tǒng)(20 )通過穿過光纖插孔(18 )的光纖(17 )與外部的光譜儀和電腦相連，所述鹵素?zé)?7)通過穿過電源插孔(11)的供電電源線與外部的電源相連。
【文檔編號(hào)】G01N21/25GK104181109SQ201410344614
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】周煉清, 姜志剛, 史舟, 劉麗雅 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)