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免深耕土壤调理剂的使用方法
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官方公共微信便携式土壤养分近红外光谱分析仪电路系统研究--《中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)》2013年硕士论文
便携式土壤养分近红外光谱分析仪电路系统研究
【摘要】：本文主要介绍了便携式土壤养分近红外光谱分析仪探测器驱动系统以及数据采集系统的设计。
便携式土壤养分分析仪是实现对耕地土壤养分信息高密度获取的关键设备，是实施精准农业技术的重要工具。精准农业技术要求对农业生产过程进行精确控制，其中重要的一个方面是精确施肥，这需要掌握不同耕地的土壤养分含量情况，这样需要大量快速、便捷的便携式检测仪器。近红外光谱分析技术具有简便、快速、无需试剂等优点，非常适合用于土壤养分的检测。研制专门用于农田土壤养分快速检测的便携式近红外光谱仪可以满足大规模土壤养分检测的需求。
本文对便携式土壤养分近红外光谱分析仪的电路系统进行研究，对探测器驱动系统和数据采集系统等部分进行了设计，完成了仪器的整个电路系统并进行了仪器测试与实验。主要研究内容如下：
第一部分介绍便携式土壤养分近红外光谱分析仪的意义，对相关的概念进行解释。首先提出仪器研制的意义与背景，介绍所采用的近红外分析技术的物理原理及其优势，对分析使用的化学计量学方法进行阐释。接着介绍不同便携式近红外光谱仪的基本结构，分析各种类型仪器的优缺点，介绍国内外研究的现状。
第二部分介绍光谱仪的整体结构。光谱仪使用光栅分光，线阵探测器检测的结构，分光部分使用基于凹面全息光栅的分光系统，探测器使用铟镓砷探测器。仪器使用卤钨灯光源，通过光纤探头对样品进行检测。
第三部分介绍探测器驱动系统的设计。探测器由复杂可编程逻辑器件提供驱动信号，电压基准电路、温控电路是探测器正常工作的重要辅助部分。探测器输出的模拟信号需要经过信号调理电路放大并去除直流。
第四部分介绍数据采集系统的设计。数据采集系统负责数据的采集与处理，数据的采集由16位模数转换电路完成，转换后的数字信号由以STM32为核心的处理电路处理并传输。这部分详细介绍了各部分电路的芯片选择以及具体电路的设计。最后还介绍了电源电路的设计。
第五部分介绍仪器测试与实验。通过实验对仪器信噪比、长期稳定性等指标进行检测。并使用土壤样品进行了土壤养分的定量分析，检测分析结果的准确性。
文章最后对研究内容进行总结，对系统的设计提出改进措施。
【关键词】：
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2013【分类号】：TN215【目录】：
摘要5-7Abstract7-9目录9-11第1章 绪论11-29 1.1 课题来源及意义11-12 1.2 近红外光谱分析技术综述12-16 1.3 便携式近红外光谱仪的种类16-26 1.4 论文的主要内容26-29第2章 仪器的整体结构29-37 2.1 仪器的整体结构29-35 2.2 电路系统的组成35-36 2.3 本章小结36-37第3章 探测器驱动系统设计37-51 3.1 探测器驱动系统的组成37-39 3.2 探测器驱动电路设计39-45 3.3 温控电路设计45-49 3.4 电路板设计49-50 3.5 本章小结50-51第4章 数据采集系统设计51-63 4.1 模数转换电路51-57 4.2 主控电路的设计57-59 4.3 电源电路的设计59-62 4.4 本章小结62-63第5章 测试与实验结果63-69 5.1 仪器信噪比测试63-65 5.2 仪器稳定性测试65 5.3 土壤养分定量分析测试65-68 5.4 本章小结68-69第6章 结论与展望69-71 6.1 论文的主要研究内容及结论69-70 6.2 改进措施的探讨70-71参考文献71-76在学期间学术成果情况76-77指导教师及作者简介77-78致谢78
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出门在外也不愁怎样挑选土壤调理剂？
一般农业用地经过多年的频繁耕种，致使土壤出现了多种问题，如酸碱不平衡、土壤板结、有机质减少等，致使作物病害虫害频发、产量降低，从而土壤调理剂的需求日益增大。因此社员网整理了土壤调理剂选购的四要点，希望能帮到楼主。要点一、看产品证件：
因为农资市场上充斥着大量未经农业部登记的土壤调理剂，但它们大多套用微生物菌肥、有机肥、水溶肥等登记证号，根本达不到土壤调理剂国家规定的标准。使用此类劣质土壤调理剂后会污染土壤，加重土壤的板结，更不利于作物的生长。真正合格的土壤调理剂，必须具有国家农业部颁发的登记证号。要点二、看产品外观：
优良品质的土壤调理剂一般为黄色、灰色；中等品质的土壤调理剂为一般白色；次品土壤调理剂则为褐色；红色的土壤调理剂一般为假冒。要点三、看产品原料：
用于生产土壤调理剂系列产品中的原料有多种，有钾长石、石灰石、石膏、铁矿渣、磷矿渣、粉煤灰等。其中以钾长石是加工土壤调理剂最优质的原料，以煤渣、矿渣为原料做成的黑色、灰色土壤调理剂重金属含量严重超标，易造成土壤中毒；而用石灰石和石膏为原料做成的白色土壤调理剂,对土壤酸性的调节作用微小，容易造成土壤板结。
要点四、看产品工艺：
目前国内土壤调理剂的生产工艺分为三种：高温煅烧法、化学反应法、机械粉碎法。目前高温煅烧法是国际上最先进的生产工艺。
高温煅烧法—以优质钾长石为原料，磨粉压块经过1300℃高温煅烧后，把矿石中的硅、钙、钾、镁等多种原色从矿石的晶格结构中释放出来，变成作物可以直接吸收的高活性土壤调理剂。
化学反应法—用钾长石为原料，通过化学反应来使矿石中的硅钙钾等元素活化后变成植物可以吸收利用的土壤调理剂。
机械粉碎法—将一些劣质矿石和煤渣等直接经过粉碎机磨碎加工而成，硅、钙等中微量元素依然以晶格的形式存在，不能被作物吸收利用。
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