一種土壤測量裝置的製作方法

2023-05-02 06:33:21 1

專利名稱：一種土壤測量裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及土壤測量，特別涉及土壤中金屬或非金屬元素的測量裝置。
背景技術：
近年來，由於人口急劇增長，工業迅猛發展，固體廢物不斷向土壤表面堆放和傾 倒，有害廢水不斷向土壤中滲透，大氣中的有害氣體及飄塵也不斷隨雨水降落在土壤中，導 致了嚴重的土壤汙染。土壤汙染直接影響土壤生態系統的結構和功能，最後將對生態安全 和人們的健康構成威脅。近年來由於工業發展所導致的重金屬或非金屬汙染事件越來越 多，對當地居民的生產生活產生重要影響，這就迫切需要對一些重點區域進行評估和檢測。 X射線螢光(XRF)技術作為一種無損的多元素分析技術，操作簡單、快速，在土壤 中金屬或非金屬元素的測量中得到了廣泛的應用。 隨著技術的進步，市場上已經出現了小型的可攜式XRF儀器，該類型儀器操作簡 單，攜帶方便。可攜式XRF儀器用於環境(如空氣，水，土壤等)方面的現場汙染檢測具有 很大的優勢，無需進行樣品製備，並能夠快速有效的進行多元素分析，從而做出全面的汙染 評估。 但可攜式XRF儀器需要用戶手持操作和激發。當用可攜式XRF儀器檢測土壤中金 屬或非金屬元素的濃度時，X光管需要採用較高的電壓和電流激發土壤樣品，X光的透射或 漫散射都較強烈，對近距離操作人員造成危害。 目前，國家對環境保護越來越重視，要求測量的土壤中元素(如對人體有害的鉛、 鎘、砷)濃度越來越低，也即提高了對可攜式XRF儀器靈敏度的要求，通用的解決方式是通 過提高X光管的功率去提高測量靈敏度，而這對近距離操作人員的危害會更大。 為了保護可攜式XRF儀器的操作人員， 一些國外廠家為可攜式XRF儀器配置了含 鉛的防護附件，並且這種儀器無需人員手持操作，但隨著X光管功率的逐步提高，含鉛的防 護附件的體積和重量都急劇上升，XRF儀器的攜帶和使用極不方便，這與XRF儀器要實現的 便攜功能是相悖的；變大變重的防護附件也提高了儀器成本。對於工況不好的測量點，如測 量點不平整時，X射線會從防護附件的底部洩露出來危害操作人員。 此夕卜，當使用可攜式XRF儀器在野外測量時，若遇到特殊工況如坑道內、汙水池邊 等，操作人員難以接觸到測量點，無法實現測量操作。

實用新型內容本實用新型為了解決上述技術問題，提供了一種安全性高、測量精度高、操作簡便 的土壤測量裝置。 為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案 —種土壤測量裝置，包括可攜式土壤分析儀及處理單元，所述土壤分析儀包括X 射線光源、探測器，所述測量裝置還包括 用於在間隔一定時間後開啟X射線光源，並在所述光源工作一段時間後關閉該光源的控制單元。 作為優選，所述控制單元是可攜式控制器，包括X光源控制模塊和電源；所述土壤 分析儀配置有外部數據通訊接口 ，所述控制器的外部數據接口與所述土壤分析儀的外部數 據通訊接口相連接。 作為優選，所述控制單元是設置在分析儀內的延時工作模塊。 進一步，所述控制器與土壤分析儀之間設置有通信接口轉接器，所述的通信接口 轉接器包括至少兩個通訊接口和用於轉換所述通訊接口之間的信號格式的轉接模塊；所述 的土壤分析儀的外部數據通訊接口與通信接口轉接器的通訊接口相連接；所述的控制器的 外部數據通訊接口與通信接口轉接器的通訊接口相連接。 進一步，所述處理單元設置在土壤分析儀或控制器或遠程伺服器內。 進一步，所述測量裝置還包括土壤溼度傳感器、溼度校正模塊，所述溼度校正模塊
設置在所述處理單元內。 所述土壤溼度傳感器與所述土壤分析儀為獨立的裝置。 所述土壤溼度傳感器通過連動結構集成在所述土壤分析儀上，所述土壤溼度傳感 器的輸出端連接所述處理單元。 所述測量裝置還包括一個手柄長度可調節的夾具。 本實用新型與現有技術相比具有以下有益效果 1、安全性高。 操作人員可以在儘量遠離XRF分析儀的情況下，方便地對儀器進行操作並獲取數
據，保證了操作人員的安全。 2、方便攜帶、操作簡便快捷。 本測量裝置方便攜帶，同時無需操作人員進行待測土壤樣品的乾燥預處理，能夠
直接給出溼度校正後的元素的濃度，在野外或現場測量時，操作簡便快捷，能夠滿足野外現
場快速測量的需求。 3、提高測量準確性。 通過溼度校正裝置得到土壤中元素的校正濃度。大量的實驗結果表明，本裝置較
大地提高了 土壤中元素的測量準確性。 4、操作方式靈活多樣、數據處理方式多樣化。 土壤溼度的測量及土壤元素濃度的測量既可以同步，也可以異步；待測土壤的溼 度可以由人工讀取溼度信息並輸入至土壤分析儀的處理單元，也可以由土壤溼度傳感器直 接將溼度信息傳送給土壤分析儀的處理單元，操作方式靈活多樣。這樣操作人員就可以根 據自己的需求選擇採取哪種方式測量，可以滿足野外現場測量的需求。 土壤分析儀、控制器及遠程伺服器均可實現對測量數據的處理，方便操作人員選 擇。 5、應用範圍廣。 本實用新型的溼度校正方案應用範圍廣泛，可應用於所有類型土壤中元素的測 量，其中包含汙染或嚴重汙染的土壤。同時對操作人員難以到達的工況，可以通過本實用新 型方便地對儀器進行即時控制並獲取測量結果。 6、記錄了測量點的位置坐標，方便操作人員進行後續處理。[0034] 操作人員在野外測量時，需要測量多個測量點的土壤信息。將測量點的位置坐標 記錄下來，可以使操作人員方便地將測量值與測量點對應起來，而不用操作人員另外記錄 測量點的信息，使操作人員的操作更加簡便快捷且準確率高。 在進行土壤元素的測量時，有時需要對同一測量點在不同的時間進行重複測量。 由於本實用新型具有GPS功能，可以定位並記錄測量點的位置坐標，則在進行重複測量時， 對同一測量點的確定就比較準確，操作也比較方便。 7、測量並存儲了待測土壤的溼度信息。 本實用新型不僅測量了待測土壤中待測元素的濃度，還測量(存儲)了待測土壤 的溼度信息以及測量點的坐標信息。

圖1為實施例1中測量方法的流程示意圖； 圖2為實施例1中測量裝置的示意圖； 圖3為實施例1、10中土壤分析儀內部結構方框圖； 圖4為實施例1、7中通信接口轉接器的內部結構方框圖； 圖5為實施例1、10中控制器的內部結構方框圖； 圖6為實施例2中測量裝置的示意圖； 圖7為實施例2中控制器的內部結構方框圖； 圖8為實施例3中測量裝置的示意圖； 圖9為實施例3中控制器的內部結構方框圖； 圖10為實施例4中測量裝置的示意圖； 圖11為實施例4中控制器的內部結構方框圖； 圖12為實施例5中測量裝置的示意圖； 圖13為實施例5中通信接口轉接器的內部結構方框圖； 圖14為實施例6中測量裝置的示意圖； 圖15為實施例6、7中控制器的內部結構方框圖； 圖16為實施例7中測量裝置的示意圖； 圖17為實施例10中測量裝置的示意圖； 圖18為實施例10中土壤分析儀的內部結構方框圖。
具體實施方式下面結合實施例，對本實用新型做進一步詳盡描述。 實施例1 : 如圖2、圖3、圖4、圖5所示， 一種土壤測量裝置，用於測量土壤中鉛的濃度，所述測 量裝置包括可攜式土壤分析儀11、控制器31、通信接口轉接器21和處理單元103。 土壤分析儀11還包括X射線光源101、探測器102，處理單元103設置在土壤分析 儀11內，包括譜數據讀取模塊、算法模型選擇、濃度計算等模塊。 控制器31包括控制模塊311、輸入輸出裝置(液晶顯示屏LCD321、觸控螢幕331和 按鍵341)、外部數據通訊裝置(通訊模塊305、通訊接口 306)和電池電源300。控制模塊311包括控制器操作管理及控制、X光源控制、濾光片控制、樣品激發、測試時間調整。 土壤分析儀11配置有RS485串口通訊接口 106，控制器31內配置有藍牙通訊接 口 306 ;通信接口轉接器21具有RS485-藍牙轉接功能。通信接口轉接器21 —端的通訊接 口 211通過RS485線纜與土壤分析儀11的通訊接口 106連接，另一端為無線發射接收埠 212，其發射接收頻率與控制器31的藍牙通訊接口 306的發射接收頻率位於同一波段上，通 過控制器31與通信接口轉接器21之間的自由空間實現無線通訊。 通信接口轉接器21內包含有用來把土壤分析儀11的輸出數據格式轉化成控制器 31的通訊接口 306可以識別接收的格式、把控制器31的輸出數據格式轉化成土壤分析儀 11的通訊接口 106可以識別接收的格式的數位訊號轉換模塊201。 —種土壤測量方法，用於測量土壤中鉛的濃度，如圖1所示，所述方法包括以下步 驟 a、操作人員攜帶上述測量裝置至待測土壤，將可攜式土壤分析儀11放置在土壤 測量點上，使得所述分析儀11內的X射線光源101發出的光能夠照射在待測土壤上； 開啟所述分析儀11的電源並等待分析儀自檢完畢、正常運轉； b、操作人員至安全地帶，具體步驟如下 bl、操作人員手持控制器31遠離土壤分析儀11至安全地帶； —般操作人員與土壤分析儀的距離為5 10米時即可保證安全，本實施例為8 米； b2、啟動控制器31，並等候足夠長時間直至控制器31完成自檢、正常運轉； b3、建立控制器31與土壤分析儀11之間的通訊，步驟如下 b3-l、通信接口轉接器21 —端的通訊接口 211通過RS485線纜與土壤分析儀11 的通訊接口 106連接；通信接口轉接器另一端的通訊接口 212通過無線方式與控制器的藍 牙通訊接口 306相連接； b3-2、運行控制器31上的通訊建立程序，該程序向土壤分析儀11的地址發送通訊 請求指令並等候分析儀11的回應若有回應，土壤分析儀11與控制器31的通訊聯繫建立， 通訊建立程序結束，可開始運行控制器31上的其它應用程式；若無回應，其原因是土壤分 析儀11沒有準備好或所發地址錯誤等，重新發送通訊請求指令；如果在設定的時間範圍內 系統無回應，給出超時信息，通訊建立失敗，檢查系統連接，查找錯誤； c、操作人員通過控制器31對土壤分析儀11進行操作和控制，得到鉛元素的譜數 據，所述譜數據傳遞給處理單元103，處理單元103處理所述譜數據得出鉛的濃度C'，具體 步驟如下 cl、操作人員通過控制器31選擇合適檔位，所述檔位確定了X射線光源的電壓、電 流和選用的濾光片，同時設置測試時間； c2、操作人員利用控制器31開啟X射線光源IOI，進行樣品激發； c3、探測器102將測得的鉛元素的譜數據傳遞給土壤分析儀11的處理單元103，處 理單元103讀取所述譜數據，並進行算法模型選擇及濃度計算，得到鉛的濃度C'; c4、操作人員利用控制器31關閉X射線光源101 ; 由於操作人員在X射線光源工作期間遠離測量現場，利用控制器完成對土壤分析 儀的操作，最大限度地保證了操作人員的安全；[0079] d、操作人員取回土壤分析儀11。
實施例2 : 如圖6、圖7所示，一種土壤中鉛元素的測量裝置，與實施例1不同的是 還包括土壤溼度傳感器41和溼度校正模塊；所述土壤溼度傳感器41與土壤分析 儀12為互不連接的各自獨立的裝置；所述土壤溼度傳感器41顯示測得的土壤溼度；所述 溼度校正模塊設置在處理單元203內。 —種土壤中鉛元素的測量方法，與實施例1不同的是 在步驟a中操作人員還要將土壤溼度傳感器41插入待測土壤，測得待測土壤的 溼度H ;同時操作人員讀取(保存)測得的待測土壤的溼度H，並輸入至土壤分析儀12內的 處理單元203 ; 在步驟c中得到鉛元素的濃度C'後，處理單元203內的溼度校正模塊根據C =
C' /(l-H)處理所述濃度C'及土壤溼度H，從而得到鉛元素的校正濃度C。 可見，本實用新型無需操作人員進行待測土壤樣品的乾燥預處理，能夠直接給出
溼度校正後的金屬元素的濃度，在野外或現場測量時，操作簡便快捷，能夠滿足土壤普查等
野外現場快速測量的需求；同時還大大提高了測量的準確性。
實施例3 : 如圖8、圖9所示，一種土壤中汞元素的測量裝置，與實施例2不同的是 控制器32包括控制模塊312、輸入輸出裝置(液晶顯示屏LCD322、觸控螢幕332和 按鍵342)、外部數據通訊裝置(通訊模塊305、通訊接口 306)和電池電源300。處理單元設 置在控制器32內。 本實施例還提供了一種土壤中汞元素的測量方法，與實施例2不同的是 在步驟a中操作人員攜帶上述測量裝置至待測土壤，將可攜式土壤分析儀11放
置在土壤測量點上；開啟所述分析儀11的電源並等待分析儀自檢完畢、正常運轉； 在步驟c中，探測器102將測得的汞元素的譜數據傳遞給控制器32，處理單元讀取
所述譜數據，並進行算法模型選擇及濃度計算，得到汞元素的濃度C';關閉X射線光源101 ; 操作人員將土壤分析儀移開，將土壤溼度傳感器插入土壤待測點，測得待測土壤
的溼度H，並輸入至控制器32的處理單元； 處理單元內的溼度校正模塊根據公式C二 (A+C' )e"H-A處理所述濃度C'及土壤 溼度H，得到待測汞元素的校正濃度C ; ii為水對汞元素特徵X射線的有效衰減係數，通過實驗對標樣加水回歸計算得 到；A為與汞元素相關的常數，是以標樣建立校正模型對土壤進行預測時的曲線的截距。 在本實施例中，操作人員將土壤分析儀攜帶至測量現場以後，無需對土壤分析儀
進行其它操作，直接操作控制器就可以完成對土壤中金屬元素的測量，操作簡便、快捷。
實施例4 : 如圖10、圖11所示，一種土壤中汞元素的測量裝置，與實施例2不同的是 所述土壤溼度傳感器通過連動結構集成在可攜式土壤分析儀13上；所述控制器33包括控制模塊313、輸入輸出裝置(液晶顯示屏LCD323、觸控螢幕333 和按鍵343)、外部數據通訊裝置(通訊模塊305、通訊接口 306)、遠程通訊模塊351、 GPRS 接口 352和電池電源300。 GPRS接口 352通過通訊通道如無線電波與GPRS網和英特網連接，與同樣連接在英特網上的遠程伺服器實現無線遠程通訊。控制器33的控制模塊313包 括控制器操作管理及控制、校準、X光源控制、濾光片控制、樣品激發、測試時間調整等模塊。 處理單元設置在遠程伺服器內。 —種土壤中汞元素的測量方法，與實施例1不同的是 在步驟c中控制器33發出命令啟動連動結構，將集成在所述分析儀13上的土壤 溼度傳感器插入待測土壤，得到待測土壤的溼度H ; 控制器33將滎元素的譜數據及土壤溼度H傳到遠程通訊模塊上，然後通過通訊接 口 352及天線發到GPRS網絡上通過英特網(Internet)發送給遠程伺服器； 在步驟d中，操作人員取回土壤分析儀13 ; 處理單元根據接收到的汞元素的譜數據，通過算法模型選擇及濃度計算，得出汞 元素的濃度C'，處理單元內的溼度校正模塊根據C = C' /(l-H)處理所述濃度C'及土壤 溼度H，從而得到汞元素的校正濃度C。 本實施例方便操作人員不在測量現場進行濃度計算，可以先測量待測土壤的溼度 及譜數據，然後對譜數據及溼度進行後續處理得到待測金屬元素的校正濃度。尤其適用於 現場測量任務很多、時間緊迫的情況，同時溼度的校正大大提高了測量的準確性。 實施例5: 如圖12、圖13所示，一種土壤中砷元素的測量裝置，與實施例4不同的是 通信接口轉接器22內除了包括與土壤分析儀13的通訊接口 106相匹配的通訊接 口 211、與控制器的通訊接口 306功能匹配的通訊接口 212和用來把土壤分析儀13的輸出 數據格式轉化成控制器31的通訊接口 306可以識別接收的格式、把控制器31的輸出數據 格式轉化成土壤分析儀13的通訊接口 106可以識別接收的格式的數位訊號轉換模塊202 ; 還包括第三個通訊接口 213如GPRS接口用於通過通訊通道如無線電波與GPRS網和英特網 連接，與同樣連接在英特網上的遠程伺服器實現無線遠程通訊。 —種土壤中砷元素的測量方法，與實施例4不同的是 在步驟c中通信接口轉接器22將分析儀13傳來的砷元素的譜數據及待測土壤 溼度H通過通訊接口 213及天線發到GPRS網絡上通過英特網(Internet)發送給遠程服務 器； 遠程伺服器處理接收到的砷元素的譜數據，得到砷元素的濃度C'，溼度校正模塊 根據公式C = (A+C' ) e"H-A處理所述濃度C'及土壤溼度H，得到砷元素的校正濃度C ; ii為水對砷元素特徵X射線的有效衰減係數，通過實驗對標樣加水回歸計算得 到；A為與砷元素相關的常數，是以標樣建立校正模型對土壤進行預測時的曲線的截距。 在步驟d中，操作人員取回土壤分析儀。 本實施例操作人員在現場進行測量時，遠程伺服器同時將數據進行了處理，得到 砷元素的校正濃度，無需操作人員進行後續的處理，節省了時間，提高了工作效率。 實施例6: 如圖14、圖15所示，一種土壤中砷元素的測量裝置，與實施例2不同的是控制器34包括控制模塊314、輸入輸出裝置(液晶顯示屏LCD324、觸控螢幕334和 按鍵344)、外部數據通訊裝置(通訊模塊305、通訊接口 306) 、 GPS定位模塊361和電池電 源300。[0119] —種土壤中砷元素的測量方法，與實施例2不同的是控制器定位並記錄測量點
的位置坐標。 實施例7: 如圖4、圖15、圖16所示，一種土壤中鎘元素的測量裝置，與實施例6不同的是[0122] 所述土壤溼度傳感器通過連動結構集成在可攜式土壤分析儀13上；[0123] 處理單元設置在控制器內； 所述測量裝置還包括一個手柄長度可調節的夾具4。[0125] —種土壤中鎘元素的測量方法，包括以下步驟 a、操作人員攜帶可攜式土壤分析儀13至特殊工況，即坑道內或汙水池邊等難以到達測量點的工況，本實施例為坑道； 開啟所述分析儀13的電源並等待分析儀自檢完畢、正常運轉； 操作人員用手柄長度可調節的夾具4夾持所述分析儀，將所述分析儀13放置於坑
道內的測量點上，使得所述分析儀內的X射線光源發出的光能夠照射在待測土壤上； 夾具手柄的長度可以根據操作人員所能到達的與測量點最近的距離選擇或調節；
本實施例操作人員所能到達的離坑道內測量點最近的距離為2米，則將夾具手柄的長度調
節為2米； b、操作人員建立控制器34與土壤分析儀13之間的通訊，並遠離土壤分析儀13至安全地帶，具體步驟如下 bl、啟動控制器34，並等候足夠長時間直至控制器34完成自檢、正常運轉；[0132] b2、建立控制器34與土壤分析儀13之間的通訊，步驟如下 b2-l、通信接口轉接器21 —端的通訊接口 211通過RS485線纜與土壤分析儀13的通訊接口 106連接；通信接口轉接器另一端的通訊接口 212通過無線方式與控制器的藍牙通訊接口 306相連接； b2-2、運行控制器34上的通訊建立程序，該程序向土壤分析儀13的地址發送通訊請求指令並等候分析儀13的回應若有回應，土壤分析儀13與控制器34的通訊聯繫建立，通訊建立程序結束，可開始運行控制器34上的其它應用程式；若無回應，其原因是土壤分析儀13沒有準備好或所發地址錯誤等，重新發送通訊請求指令；如果在設定的時間範圍內系統無回應，給出超時信息，通訊建立失敗，檢查系統連接，查找錯誤；[0135] b3、操作人員手持控制器34遠離土壤分析儀13至安全地帶；[0136] 本實施例操作人員退後至離測量點5米處； c、操作人員通過控制器34對土壤分析儀13進行操作和控制，得到鎘元素的譜數據及土壤溼度H，溼度校正模塊根據所述譜數據及溼度H，得出鎘元素的濃度，具體步驟如下 cl、利用控制器34的GPS模塊361定位並記錄測量點的位置坐標； c2、操作人員通過控制器選擇合適檔位，所述檔位確定了X射線光源的電壓、電流
和選用的濾光片，同時設置測試時間； c3、操作人員利用控制器34開啟X射線光源101，進行樣品激發； c4、探測器102將測得的鎘元素的譜數據傳遞給控制器，處理單元讀取所述譜數
據，並進行算法模型選擇及濃度計算，得到鎘元素的濃度C';[0142] c5、操作人員利用控制器34關閉X射線光源101 ; c6、控制器34發出命令啟動連動結構，將集成在所述分析儀上13的土壤溼度傳感器插入待測土壤，得到待測土壤的溼度H ;土壤溼度傳感器將測得的土壤溼度H傳送給處理單元； 控制器讀取鎘元素濃度C'及土壤溼度H，溼度校正模塊根據C = C' /(l-H)處理所述濃度C'及土壤溼度H，從而得到鎘元素的校正濃度C。 由於操作人員在X射線光源工作期間遠離測量現場，利用控制器完成對土壤分析
儀的操作，最大限度地保證了操作人員的安全；[0146] d、操作人員取回土壤分析儀。 對測量點進行定位並記錄了測量點的位置坐標，方便操作人員將測量點與測量值對應起來，也方便以後查詢。 對操作人員難以到達的工況，可以通過本實用新型方便地對儀器進行即時控制並
獲取測量結果。 實施例8: —種土壤中鎘元素的測量裝置，與實施例6相同。[0151] —種土壤中鎘元素的測量方法，與實施例6不同的是 在步驟a中，操作人員將土壤分析儀放置在待測點以後，利用控制器的GPS定位模塊確定測量點是否為目標測量點，若測量點的位置信息出現異常，則說明測量點的位置尋找不準確；移動土壤分析儀，直至測量點的位置信息正確；然後再退至安全地帶，操作控制器，實現對待測土壤中鎘元素的濃度測量。 本實施例可以實現在不同時間對同一測量點進行重複測量，可以方便獲取同一測
J:點不同時段待測元素的濃度並進行溼度校正，方便地實現對同一測量點土壤汙染的監 實施例9: —種土壤中硒元素的測量裝置，與實施例7相同。[0156] —種土壤中硒元素的測量方法，與實施例7不同的是 在步驟a中，操作人員利用一個手柄長度可調節的夾具夾持土壤分析儀並將其放置於坑道內的測量點上以後，利用控制器的GPS定位模塊確定測量點是否為目標測量點，若測量點的位置信息出現異常，則說明測量點的位置尋找不準確；移動土壤分析儀，直至測^:點的位置信息正確；然後再退至安全地帶，操作控制器，實現對坑道內土壤硒元素的濃度 實施例10 : 如圖5、圖17、圖18所示，一種土壤測量裝置，用於測量土壤中鉛的濃度，與實施例
l不同的是 1、無需轉接器。 2、可攜式土壤分析儀11內的通訊接口 506直接和控制器31內的通訊接口 306建立紅外通訊。 3、土壤分析儀的探頭採用手槍式的結構，X光管設置在該結構內，測量裝置內還配有採樣杯。[0163] —種土壤測量方法，用於測量土壤中鉛的濃度，所述方法包括以下步驟 a、操作人員攜帶上述測量裝置至待測土壤，將可攜式土壤分析儀11放置在土壤 採集測量點的土壤並放置在採樣杯內，放置好分析儀的探頭，確保探頭髮出X光時能照射到採樣杯內的土壤上； 開啟所述分析儀11的電源並等待分析儀自檢完畢、正常運轉；[0167] b、操作人員至安全地帶，具體步驟如下 bl、操作人員手持控制器31遠離土壤分析儀11至安全地帶； —般操作人員與土壤分析儀的距離為5 10米時即可保證安全，本實施例為8米； b2、啟動控制器31，並等候足夠長時間直至控制器31完成自檢、正常運轉；[0171] b3、建立控制器31與土壤分析儀11之間的通訊，步驟如下 運行控制器31上的通訊建立程序，該程序向土壤分析儀11的地址發送通訊請求指令並等候分析儀11的回應若有回應，土壤分析儀11與控制器31的通訊聯繫建立，通訊建立程序結束，可開始運行控制器31上的其它應用程式；若無回應，其原因是土壤分析儀11沒有準備好或所發地址錯誤等，重新發送通訊請求指令；如果在設定的時間範圍內系統無回應，給出超時信息，通訊建立失敗，檢查系統連接，查找原因；[0173] C、具體分為如下步驟 cl、操作人員通過控制器31選擇合適檔位，所述檔位確定了X射線光源的電壓、電流和選用的濾光片，同時設置測試時間； c2、操作人員利用控制器31開啟X射線光源101，光源101發出的X光照射在採樣杯內的土壤上，進行樣品激發； c3、探測器102將測得的鉛元素的譜數據傳遞給土壤分析儀11的處理單元103，處理單元103讀取所述譜數據，並進行算法模型選擇及濃度計算，得到鉛的濃度C';[0177] c4、操作人員利用控制器31關閉X射線光源101 ; 由於操作人員在X射線光源工作期間遠離測量現場，利用控制器完成對土壤分析
儀的操作，最大限度地保證了操作人員的安全；[0179] d、操作人員取回土壤分析儀11。[0180] 實施例11 : —種土壤中硒元素的測量裝置，包括可攜式土壤分析儀、處理單元和延時工作模塊。 土壤分析儀包括X射線光源、探測器，處理單元和延時工作模塊設置在土壤分析儀內，處理單元包括算法模型選擇、濃度計算等模塊。延時工作模塊用於在特定間隔時間後自動開啟和關閉X射線光源。 —種土壤中硒元素的測量方法，所述方法包括以下步驟 a、操作人員攜帶上述測量裝置至待測土壤，將可攜式土壤分析儀放置在土壤測量
點上，使得所述分析儀內的X射線光源發出的光能夠照射在待測土壤上； 開啟所述分析儀的電源並等待分析儀自檢完畢、正常運轉； 啟動延時工作模塊，使X射線光源在5分鐘後開啟，10分鐘後關閉；[0187] b、操作人員遠離土壤分析儀至安全地帶； —般操作人員與土壤分析儀的距離為5 10米時即可保證安全，本實施例為8米； c、延時工作模塊自動開啟X射線光源，進行樣品激發，得到硒元素的譜數據，所述
譜數據傳遞給處理單元，處理單元處理所述譜數據得出硒元素的濃度C';[0190] 延時工作模塊自動關閉X射線光源； 由於操作人員在X射線光源工作期間遠離測量現場，利用控制器完成對土壤分析
儀的操作，最大限度地保證了操作人員的安全；[0192] d、操作人員取回土壤分析儀。 上述實施方式不應理解為對本實用新型保護範圍的限制。本實用新型的關鍵是操作人員遠離土壤分析儀，並利用控制單元去開啟和關閉分析儀中的X射線光源，有效保證了操作人員的安全。在不脫離本實用新型精神的情況下，對本實用新型做出的任何形式的改變均應落入本實用新型的保護範圍之內。
權利要求一種土壤測量裝置，包括可攜式土壤分析儀及處理單元，所述土壤分析儀包括X射線光源、探測器，其特徵在於所述測量裝置還包括用於在間隔一定時間後開啟X射線光源，並在所述光源工作一段時間後關閉該光源的控制單元。
2. 根據權利要求l所述的測量裝置，其特徵在於所述控制單元是可攜式控制器，包括 X光源控制模塊和電源；所述土壤分析儀配置有外部數據通訊接口 ，所述控制器的外部數 據接口與所述土壤分析儀的外部數據通訊接口相連接。
3. 根據權利要求1所述的測量裝置，其特徵在於所述控制單元是設置在分析儀內的 延時工作模塊。
4. 根據權利要求2所述的測量裝置，其特徵在於所述控制器與土壤分析儀之間設置 有通信接口轉接器，所述的通信接口轉接器包括至少兩個通訊接口和用於轉換所述通訊接 口之間的信號格式的轉接模塊；所述的土壤分析儀的外部數據通訊接口與通信接口轉接器 的通訊接口相連接；所述的控制器的外部數據通訊接口與通信接口轉接器的通訊接口相連 接。
5. 根據權利要求2所述的測量裝置，其特徵在於所述處理單元設置在土壤分析儀或 控制器或遠程伺服器內。
6. 根據權利要求1所述的測量裝置，其特徵在於所述測量裝置還包括土壤溼度傳感 器、溼度校正模塊，所述溼度校正模塊設置在所述處理單元內。
7. 根據權利要求5所述的測量裝置，其特徵在於所述土壤溼度傳感器與所述土壤分 析儀為獨立的裝置。
8. 根據權利要求5所述的測量裝置，其特徵在於所述土壤溼度傳感器通過連動結構 集成在所述土壤分析儀上，所述土壤溼度傳感器的輸出端連接所述處理單元。
9. 根據權利要求1所述的測量裝置，其特徵在於所述測量裝置還包括一個手柄長度 可調節的夾具。
專利摘要本實用新型涉及一種土壤測量裝置，包括可攜式土壤分析儀及處理單元，所述土壤分析儀包括X射線光源、探測器，所述測量裝置還包括用於在間隔一定時間後開啟X射線光源，並在所述光源工作一段時間後關閉該光源的控制單元。本實用新型具有安全性高、操作簡便、應用範圍廣、準確性高等優點。
文檔編號G01N23/223GK201535758SQ20092019852
公開日2010年7月28日 申請日期2009年9月30日 優先權日2009年9月30日
發明者葉華俊, 夏阿林, 壽淼鈞, 王宏, 郭生良 申請人:聚光科技(杭州)股份有限公司