用于野外測試土柱高光譜的裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于野外測試土柱高光譜的裝置，由探頭和底座裝置組成；探頭包括探頭藍寶石玻璃、探頭橡皮保護墊、鋁合金外殼、光質均化系統固定支架、光質均化系統、鹵素燈固定支架、鹵素燈、電源插孔固定螺帽、電源插孔、電源開關固定螺帽、電源開光手柄、電源開關、探頭手柄固定螺帽、探頭手柄、光纖插孔、光纖插孔固定螺帽、反射光會聚系統和反射光會聚系統固定支架；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；本發明通過探頭在U型槽的滑動，對打鉆獲取的野外土柱進行連續光譜測定，預測得到從表層到深層土壤剖面有機質含量連續分布，實現剖面土壤有機質快速檢測。
【專利說明】用于野外測試土柱高光譜的裝置

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種對打鉆獲取的野外土柱進行連續光譜測定的裝置，尤其涉及一種利用緊湊型探頭和底座裝置快速連續檢測野外土柱剖面有機質含量的裝置。

【背景技術】
[0002]土壤有機質是土壤固相部分的重要組成部分，是農田土壤肥力和土壤質量的重要指標。土壤有機質能夠為植物提供需要的養分，促進植物生長發育，通過影響土壤物理、化學和生物性質而改善土壤肥力特性，對土壤形成、土壤肥力、環境保護及農林可持續發展等方面都有著重要意義。
[0003]傳統測定土壤有機質含量的化學分析方法通常時間久，花費大，易污染環境，并且很難在田間直接實施，不能滿足快速有效檢測土壤有機質空間分布和制圖的需要。可見-近紅外反射光譜技術檢測土壤屬性信息具有快速、簡便、非接觸、不破壞等優點。基于實驗室條件下進行的土壤有機質的高光譜預測在國內外都已經獲得了廣泛的認可。然而，室內光譜測量所需的樣品采集、運輸、制備等過程，削弱了可見近紅外(Vis-NIR)高光譜技術無損快速的優勢。近年來，構建各種土壤屬性的野外高光譜速測裝置成為土壤學的一大執占。
[0004]關于土壤野外光譜測量的研究可以歸納為靜態的野外原位光譜測量和帶有機械傳動裝置的動態測量。靜態的野外原位光譜測量設備一般是在野外采樣點處將光譜輻射儀與土壤樣品相對固定地進行光譜數據獲取。靜態野外原位測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上對探頭進行改進來實現。隨著精準農業的發展，對土壤屬性進行實時監測的需求越來越迫切，“on-the-go”(動態實時測量)技術顯得越來越重要。野外土壤高光譜的動態實時測量裝置通常是由具有一定動力的牽引裝置牽引，在前進的同時實時測量野外土壤光譜。


【發明內容】

[0005]本發明的目的在于針對現有打鉆土柱有機質含量室內檢測費時、費力、周期長的缺陷，提供一種用于野外測試土柱高光譜的裝置。
[0006]本發明的目的是通過以下技術方案來實現的:一種用于野外測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:探頭藍寶石玻璃、探頭橡皮保護墊、鋁合金外殼、光質均化系統固定支架、光質均化系統、鹵素燈固定支架、鹵素燈、電源插孔固定螺帽、電源插孔、電源開關固定螺帽、電源開光手柄、電源開關、探頭手柄固定螺帽、探頭手柄、光纖插孔、光纖插孔固定螺帽、反射光會聚系統和反射光會聚系統固定支架；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寶石玻璃；探頭橡皮保護墊緊貼于探頭藍寶石玻璃下表面；探頭內部中間有一豎直放置的固定在鹵素燈固定支架上的鹵素燈，鹵素燈正下方置有一固定在光質均化系統固定支架上的光質均化系統；鹵素燈光面中垂線和光質均化系統光學中心軸線重合并且穿過底部探頭藍寶石玻璃橫截面中心點；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，電源開關通過電源開關固定螺帽固定在鋁合金外殼表面上；電源開關上部置有電源開光手柄；電源插孔通過電源線與電源開關相連，電源開關通過電源線與鹵素燈相連；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；反射光會聚系統固定在反射光會聚系統固定支架上，光纖插孔中心軸線和反射光會聚系統光學中心軸線重合并且穿過底部探頭藍寶石玻璃橫截面中心點。
[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節探頭的高度，使得探頭底部的探頭藍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；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]所述反射光會聚系統通過穿過光纖插孔的光纖與外部的光譜儀和電腦相連，所述鹵素燈通過穿過電源插孔的供電電源線與外部的電源相連。
[0010]本發明具有的有益效果是:本發明是通過緊湊型探頭在U型槽的滑動，對打鉆獲取的野外土柱進行連續光譜測定，進而預測得到從表層到深層土壤剖面有機質含量連續分布，實現了剖面土壤有機質快速檢測。底座裝置的設計，既可以營造暗室避免外界光線進入對測量結果的干擾，又避免了手持探頭分別測量的繁瑣操作，使操作更加簡單，省時省力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是緊湊型探頭平面結構圖；
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構圖；
圖5是緊湊型探頭和底座裝置的立體圖；
圖中:探頭藍寶石玻璃1、探頭橡皮保護墊2、鋁合金外殼3、光質均化系統固定支架4、光質均化系統5、齒素燈固定支架6、齒素燈7、齒素燈電源線一 8、齒素燈電源線二 9、電源插孔固定螺帽10、電源插孔11、電源開關固定螺帽12、電源開光手柄13、電源開關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、反射光會聚系統20、反射光會聚系統固定支架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。

【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖和實例對本發明作進一步說明。
[0013]如圖1-5所示，本發明一種用于野外測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:探頭藍寶石玻璃1、探頭橡皮保護墊2、鋁合金外殼3、光質均化系統固定支架4、光質均化系統5、鹵素燈固定支架6、鹵素燈7、電源插孔固定螺帽10、電源插孔11、電源開關固定螺帽12、電源開光手柄13、電源開關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、反射光會聚系統20和反射光會聚系統固定支架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寶石玻璃I ;探頭橡皮保護墊2緊貼于探頭藍寶石玻璃I下表面，起到保護探頭藍寶石玻璃I和防止外面光線進入的作用；探頭26內部中間有一豎直放置的固定在鹵素燈固定支架6上的鹵素燈7，鹵素燈7正下方置有一固定在光質均化系統固定支架4上的光質均化系統5 ；鹵素燈7光面中垂線和光質均化系統5光學中心軸線重合并且穿過底部探頭藍寶石玻璃I橫截面中心點；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14通過電源開關固定螺帽12固定在鋁合金外殼3表面上；電源開關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14相連，電源開關14通過電源線與鹵素燈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；反射光會聚系統20固定在反射光會聚系統固定支架21上，光纖插孔18中心軸線和反射光會聚系統20光學中心軸線重合并且穿過底部探頭藍寶石玻璃I橫截面中心點；
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調節探頭26的高度，使得探頭26底部的探頭藍寶石玻璃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；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 ;
所述反射光會聚系統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，所述鹵素燈7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；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，通過探頭定位螺釘24調節探頭26的高度，使探頭26底部的探頭藍寶石玻璃I與土柱28表面剛剛接觸。
[0015](2)測定:將光譜儀等儀器參數調試好，將電源開關手柄13調到on處，緩慢滑動探頭定位底座23，測定土柱28光譜值。
【權利要求】
1.一種用于野外測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:探頭藍寶石玻璃(I)、探頭橡皮保護墊(2)、鋁合金外殼(3)、光質均化系統固定支架(4)、光質均化系統(5)、鹵素燈固定支架(6)、鹵素燈(7)、電源插孔固定螺帽(10)、電源插孔(11)、電源開關固定螺帽(12)、電源開光手柄(13)、電源開關(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)、反射光會聚系統(20)和反射光會聚系統固定支架(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寶石玻璃(I);探頭橡皮保護墊(2)緊貼于探頭藍寶石玻璃(I)下表面；探頭(26)內部中間有一豎直放置的固定在齒素燈固定支架(6)上的齒素燈(7),齒素燈(7)正下方置有一固定在光質均化系統固定支架(4)上的光質均化系統(5);鹵素燈(7)光面中垂線和光質均化系統(5)光學中心軸線重合并且穿過底部探頭藍寶石玻璃(I)橫截面中心點；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(14)通過電源開關固定螺帽(12)固定在鋁合金外殼(3 )表面上；電源開關(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(14)相連，電源開關(14)通過電源線與鹵素燈(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；反射光會聚系統(20)固定在反射光會聚系統固定支架(21)上，光纖插孔(18)中心軸線和反射光會聚系統(20)光學中心軸線重合并且穿過底部探頭藍寶石玻璃(I)橫截面中心點； 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 )調節探頭(26 )的高度，使得探頭(26)底部的探頭藍寶石玻璃(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；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)； 所述反射光會聚系統(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，所述鹵素燈(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】G01N21/25GK104181109SQ201410344614
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月18日 優先權日:2014年7月18日
【發明者】周煉清, 姜志剛, 史舟, 劉麗雅 申請人:浙江大學