农大迅捷ＹＮ型土壤养分速测仪设计介绍

 
迅捷在充分了解国内外相关技术发展的情况，我们采用了技术成熟的光电比色原理研制土壤养分速测仪，力求解决好如下关键技术：低成本、单色光的生成、光源选择、电源供应、比色槽的设计和避光、土样水分的测定、仪器的体秘和便携性、推荐施肥方案和药剂配套等。
１土壤养分速测仪硬件设计
yn型土壤养分速测仪采用微处理器技术尤其是内含Ａ／Ｄ的具有Ｆ｝ａｓｈＥＰＲＯＭ的单片计算机，其性能*，价格较低，可方便实现显示器和键盘的接口。系统主要检测光电信号，而这一光电信号是一个慢速变化信号，对采样速率要求不高，因此可以选择Ａ／Ｄ７１３５作模数转换器¨１，选用１２８×６４的Ｌ（３３液晶显示器．可实现四行每行８个字符’一屏共３２个字符的显示，另根据设计要求选择键盘按键的数量。除此之外还有构成基本微处理系统所必须的地址译码、时钟与复位电路等。根据功能需要，系统中还设置有其它功能模块，可通过ＲＳ－２３２串行接口与微机通信，把测量数据送入上位机以便农业管理部门为本地区的土壤管理建立数据库。要求存储器模块里包括一定容量的存储器来存放液晶显示数据、打印数据以及测量过程中的测量数据、运算数据、控制程序，参数数据，汉字库，对数和反对数表，以及推荐施肥专家系统等.
２光源
yn型土壤养分速测仪的光源可用普通聚光白炽灯、卤素灯、发光二极管和激光管等几种，通常情况下卤素灯性能稳定，寿命长，但是光功率强，发热量大，使用时应考虑散热，否则效果不够理想。发光极管和激光也可考虑，如果有相应的单色性比较好的发光器件我认为应足方案。普通聚光白炽灯如果在聚光和可调整方面设计得比较好*可以达到理想的效果，比如光功率调整技术就能很好地解决光源的稳定性问题。用Ｍ（'ｌｇＦＥｌ＂来控制光强，ｔＰＣＰＵ控制调节数字电位汁１，改变ＶＧＳ，把流过灯的电流稳定在某一强度。
３光电传感器
选择光电传感器有光压、光电流和光导等几种，根据土壤养分浓度测试朗侗比尔原理，透过溶液的光强可用光电流来反映，因此可选择光电流传感器。在光电信号处理上通常有两种方法，一种足选择光电流传感器．然后通过电流电压变换器来获得电压信号并送给ＣＦＶ进行处理，另‘种方法是选择内部已经集成了运算放大器的光电压传感器如五仪器公司就专门生产此种传感器，这种传感器是随着微电子技术的发展而发展起来的，它具有价格低，性能好，集成度高，互换性好优点，在光电仪器设计中应用较多。
４单色光的产生
如果选择的光源是单色性好的ＬＥＤ管和ＬＡＳＥＲ国麓慧嚣§勰氅紫号，管，此部分内容可不考虑。不同的离子对光的吸收性是不一样的，根据土壤养分测试机理，土壤的Ｎ，Ｐ，Ｋ和有机质分别共有相应的zui大吸收波长，比如土壤中的Ｐ２ｑ对６５０ｎｍ的波长其有zui大吸收性等，因此应使仪器具有不同波长产生的功能，当然土壤养分测试仪所分析的养分种类是有限的，通常只用到少数几个波长。在进行单色光生成器设计时可有两种方案：一种是采用光栅或棱镜分光方法生成单色光，呻ｐ是采用单色滤光片生成单色光方案。考虑仪器性和阶格低的要求，后一种方案是经济的。
５推荐施肥专家系统…
推荐旋肥系统是土壤养分测试仪得以发挥效率的关键，在我们承担的*项目《便携式土壤成分快速分析仪研制开发》项目的町行性论证中，专家抱着前沿性和战略眼光，提山了与养分测试仪配套的测土推荐施肥系统研制要求。推荐施肥的专家系统在微处理单片汁算机中实现技术难度很大。
６yn型土壤养分速测仪水分测量
七样水分的测定在基层测土配方施肥巾意义重大，只有实现了土壤水分速测才能实现新鲜十的养分测定，从而提高土壤养分的分析时间。七壤是干土、水分和窄气*组成的混合物。由于水的介电常数比干土的介电常数高出一个数量级。
所以土壤含水量发生变化时，其等效介电常数会有较大的变化，从而引起电容传感器的电容量变化。根据这一原理设计的电容传感器，可以将土壤的含水量的变化转换成电容量变化并zui终转换成电压信号，通过标定即可得到实测土样含水量值.除了上述几个与土壤养分速测仪有关的几个关键技术外，还有电源的设计和测试用药剂的配套性及小型配套辅助装置是zui终实现全土壤参数速测的关键，在设计时必须予以考虑。