迅捷在充分了解國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)發(fā)展的情況，我們采用了技術(shù)成熟的光電比色原理研制土壤養(yǎng)分速測儀，力求解決好如下關(guān)鍵技術(shù)：低成本、單色光的生成、光源選擇、電源供應(yīng)、比色槽的設(shè)計(jì)和避光、土樣水分的測定、儀器的體秘和便攜性、推薦施肥方案和藥劑配套等。
１土壤養(yǎng)分速測儀硬件設(shè)計(jì)
yn型土壤養(yǎng)分速測儀采用微處理器技術(shù)尤其是內(nèi)含Ａ／Ｄ的具有Ｆ｝ａｓｈＥＰＲＯＭ的單片計(jì)算機(jī)，其性能*，價(jià)格較低，可方便實(shí)現(xiàn)顯示器和鍵盤的接口。系統(tǒng)主要檢測光電信號，而這一光電信號是一個(gè)慢速變化信號，對采樣速率要求不高，因此可以選擇Ａ／Ｄ７１３５作模數(shù)轉(zhuǎn)換器¨１，選用１２８×６４的Ｌ（３３液晶顯示器．可實(shí)現(xiàn)四行每行８個(gè)字符’一屏共３２個(gè)字符的顯示，另根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇鍵盤按鍵的數(shù)量。除此之外還有構(gòu)成基本微處理系統(tǒng)所必須的地址譯碼、時(shí)鐘與復(fù)位電路等。根據(jù)功能需要，系統(tǒng)中還設(shè)置有其它功能模塊，可通過ＲＳ－２３２串行接口與微機(jī)通信，把測量數(shù)據(jù)送入上位機(jī)以便農(nóng)業(yè)管理部門為本地區(qū)的土壤管理建立數(shù)據(jù)庫。要求存儲器模塊里包括一定容量的存儲器來存放液晶顯示數(shù)據(jù)、打印數(shù)據(jù)以及測量過程中的測量數(shù)據(jù)、運(yùn)算數(shù)據(jù)、控制程序，參數(shù)數(shù)據(jù)，漢字庫，對數(shù)和反對數(shù)表，以及推薦施肥專家系統(tǒng)等.
２光源
yn型土壤養(yǎng)分速測儀的光源可用普通聚光白熾燈、鹵素?zé)簟l(fā)光二極管和激光管等幾種，通常情況下鹵素?zé)粜阅芊€(wěn)定，壽命長，但是光功率強(qiáng)，發(fā)熱量大，使用時(shí)應(yīng)考慮散熱，否則效果不夠理想。發(fā)光極管和激光也可考慮，如果有相應(yīng)的單色性比較好的發(fā)光器件我認(rèn)為應(yīng)足方案。普通聚光白熾燈如果在聚光和可調(diào)整方面設(shè)計(jì)得比較好*可以達(dá)到理想的效果，比如光功率調(diào)整技術(shù)就能很好地解決光源的穩(wěn)定性問題。用Ｍ（'ｌｇＦＥｌ＂來控制光強(qiáng)，ｔＰＣＰＵ控制調(diào)節(jié)數(shù)字電位汁１，改變ＶＧＳ，把流過燈的電流穩(wěn)定在某一強(qiáng)度。
３光電傳感器
選擇光電傳感器有光壓、光電流和光導(dǎo)等幾種，根據(jù)土壤養(yǎng)分濃度測試?yán)识北葼栐恚高^溶液的光強(qiáng)可用光電流來反映，因此可選擇光電流傳感器。在光電信號處理上通常有兩種方法，一種足選擇光電流傳感器．然后通過電流電壓變換器來獲得電壓信號并送給ＣＦＶ進(jìn)行處理，另‘種方法是選擇內(nèi)部已經(jīng)集成了運(yùn)算放大器的光電壓傳感器如五儀器公司就專門生產(chǎn)此種傳感器，這種傳感器是隨著微電子技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來的，它具有價(jià)格低，性能好，集成度高，互換性好優(yōu)點(diǎn)，在光電儀器設(shè)計(jì)中應(yīng)用較多。
４單色光的產(chǎn)生
如果選擇的光源是單色性好的ＬＥＤ管和ＬＡＳＥＲ國麓慧囂§勰氅紫號，管，此部分內(nèi)容可不考慮。不同的離子對光的吸收性是不一樣的，根據(jù)土壤養(yǎng)分測試機(jī)理，土壤的Ｎ，Ｐ，Ｋ和有機(jī)質(zhì)分別共有相應(yīng)的zui大吸收波長，比如土壤中的Ｐ２ｑ對６５０ｎｍ的波長其有zui大吸收性等，因此應(yīng)使儀器具有不同波長產(chǎn)生的功能，當(dāng)然土壤養(yǎng)分測試儀所分析的養(yǎng)分種類是有限的，通常只用到少數(shù)幾個(gè)波長。在進(jìn)行單色光生成器設(shè)計(jì)時(shí)可有兩種方案：一種是采用光柵或棱鏡分光方法生成單色光，呻ｐ是采用單色濾光片生成單色光方案。考慮儀器性和階格低的要求，后一種方案是經(jīng)濟(jì)的。
５推薦施肥專家系統(tǒng)…
推薦旋肥系統(tǒng)是土壤養(yǎng)分測試儀得以發(fā)揮效率的關(guān)鍵，在我們承擔(dān)的*項(xiàng)目《便攜式土壤成分快速分析儀研制開發(fā)》項(xiàng)目的町行性論證中，專家抱著前沿性和戰(zhàn)略眼光，提山了與養(yǎng)分測試儀配套的測土推薦施肥系統(tǒng)研制要求。推薦施肥的專家系統(tǒng)在微處理單片汁算機(jī)中實(shí)現(xiàn)技術(shù)難度很大。
６yn型土壤養(yǎng)分速測儀水分測量
七樣水分的測定在基層測土配方施肥巾意義重大，只有實(shí)現(xiàn)了土壤水分速測才能實(shí)現(xiàn)新鮮十的養(yǎng)分測定，從而提高土壤養(yǎng)分的分析時(shí)間。七壤是干土、水分和窄氣*組成的混合物。由于水的介電常數(shù)比干土的介電常數(shù)高出一個(gè)數(shù)量級。
所以土壤含水量發(fā)生變化時(shí)，其等效介電常數(shù)會有較大的變化，從而引起電容傳感器的電容量變化。根據(jù)這一原理設(shè)計(jì)的電容傳感器，可以將土壤的含水量的變化轉(zhuǎn)換成電容量變化并zui終轉(zhuǎn)換成電壓信號，通過標(biāo)定即可得到實(shí)測土樣含水量值.除了上述幾個(gè)與土壤養(yǎng)分速測儀有關(guān)的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)外，還有電源的設(shè)計(jì)和測試用藥劑的配套性及小型配套輔助裝置是zui終實(shí)現(xiàn)全土壤參數(shù)速測的關(guān)鍵，在設(shè)計(jì)時(shí)必須予以考慮。