專利名稱：：一種植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀(托普儀器TYS-3N)的校正方法，尤其涉及托普儀器TYS-3N植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的校正方法。
背景技術(shù)：
：我國是農(nóng)業(yè)大國，精細(xì)農(nóng)業(yè)的實施不僅可以大量節(jié)省我國資源，也可以減少因農(nóng)藥、化肥過量使用導(dǎo)致的環(huán)境污染，具有極其重要的意義。而精細(xì)農(nóng)業(yè)的實施基礎(chǔ)是對農(nóng)田作物的養(yǎng)分含量準(zhǔn)確判斷和檢測。因此，我們開發(fā)了基于光譜技術(shù)的植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀(托普儀器TYS-3N)，用于植物葉片的葉綠素含量、氮素含量、水分含量檢測。相比世界上已經(jīng)研發(fā)出類似的植物營養(yǎng)含量檢測儀器，如日本美林達(dá)公司生產(chǎn)的SPAD502手持式設(shè)備等該儀器不僅價格便宜，檢測指標(biāo)較完全，且性能穩(wěn)定可靠。它不僅可以檢測出植物各種主要養(yǎng)分如水分、葉綠素、氮素的含量大小，也可以測得檢測點位置處的GPS定位信息。結(jié)合GIS管理系統(tǒng)和決策系統(tǒng)(DDS)能指導(dǎo)農(nóng)民準(zhǔn)確施肥，相對傳統(tǒng)的經(jīng)驗式農(nóng)業(yè)而言，既能節(jié)省肥料，又可以減小對環(huán)境的污染。但目前國產(chǎn)化的儀器仍然面臨著一個重要的質(zhì)量問題，即儀器的測量精度。提高國產(chǎn)儀器的檢測精度不僅具有重要的現(xiàn)實意義，也具有重要的戰(zhàn)略意義。由于光譜儀器的檢測精度不僅與光源的光強、測量環(huán)境參數(shù)、光電傳感器的動態(tài)特性有關(guān)，還供電電池的電量有關(guān)。根據(jù)能量守恒原理，當(dāng)電池電量不夠充足但可以維持儀器繼續(xù)工作時時，采用恒流源驅(qū)動的發(fā)光光源的光強也會有所下降。因此，要提高儀器的可靠性和測量精度，必須采用校正方式。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種能提高植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀使用過程中的檢測精度和可靠性，降低復(fù)雜環(huán)境等干擾因素對植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀檢測可靠性和檢測精度所產(chǎn)生的影響的對植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的校正方法?！N植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的校正方法，包括如下步驟1)不使用校驗樣本，將所述的植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀進(jìn)行滿量程校正，得到滿量程校正系數(shù)；2)根據(jù)步驟1)得到的滿量程校正系數(shù)，運用SPAD值分布均勻且為一固定值的標(biāo)準(zhǔn)校驗樣本進(jìn)行樣本校正，得到儀器實際讀數(shù)校正系數(shù)；3)運用滿量程校正系數(shù)和儀器實際讀數(shù)校正系數(shù)，對所述的植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的實際檢測值進(jìn)行實際校正。步驟1)所述的滿量程校正是指植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的檢測部位無任何校驗樣本，讀出植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的滿量程檢測值；所述的滿量程校正模型為V邁=-1.46Vn+280其中Vm為滿量程校正系數(shù)，Vn為不使用校驗樣本時，植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀所檢測到的滿量程檢測值。步驟2)所述的樣本校正是指SPAD值分布均勻且為一固定值的標(biāo)準(zhǔn)校驗樣本位于植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的檢測部位，讀出植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的標(biāo)準(zhǔn)檢測值；所述的樣本校正模型為c=Vy0/(Vm-1.46Vp0)其中Vy。為標(biāo)準(zhǔn)校驗樣本的SPAD值，Vm為滿量程校正系數(shù)，Vp。為植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀所檢測到的標(biāo)準(zhǔn)檢測值。步驟3)所述的對植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的實際檢測值進(jìn)行實際校正是指實際檢測樣本位于植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的檢測部位，讀出植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的實際檢測值，運用實際校正模型進(jìn)行實際校正；所述的實際校正模型為Vy=c(V邁-l.46Vp)其中Vy為實際校正后的校正值，Vp為植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的實際檢測值。所述的標(biāo)準(zhǔn)校驗樣本的SPAD值為30。植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀開機(jī)后必須開始自動校正。開機(jī)后，自動進(jìn)入系統(tǒng)提示校正界面，按相應(yīng)鍵確定后，先將植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的檢測頭不夾任何檢測樣本，系統(tǒng)將執(zhí)行滿量程校正，得到滿量程校正系數(shù)。之后將系統(tǒng)自動提示用戶將標(biāo)準(zhǔn)校驗樣本置于植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的檢測部位，繼續(xù)進(jìn)行樣本校正，得到儀器實際讀數(shù)校正系數(shù)。樣本校正完畢后，植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀可以開始正常工作。本發(fā)明的校正方法可克服光源的光強、測量環(huán)境參數(shù)、光電傳感器的動態(tài)特性以及供電電池的電量等因素對植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的檢測可靠性和精度的影響，與現(xiàn)有的國產(chǎn)檢測儀器相比，大大提高了檢測儀器的檢測精度和可靠性，提高了檢測儀器的環(huán)境適應(yīng)能力。本發(fā)明與
背景技術(shù)：
相比，具有以下特點(1)檢測精度大大提高，可克服電池電量充足與否帶來的系統(tǒng)誤差，降低傳感器動態(tài)特性所造成的檢測誤差。(2)提高環(huán)境適應(yīng)能力，可以使儀器應(yīng)用于各種氣候和工作環(huán)境中，通過系統(tǒng)校正后檢測精度和可靠性均不會下降。(3)易于批量生產(chǎn)，國產(chǎn)該類型的儀器批量生產(chǎn)非常困難，每出廠一個儀器均須要對該儀器做大量的校正工作。使用校正方式后，只須提供用戶簡單的校正方法即可。(4)具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，使用校正方案后的儀器在硬件成本上不變，可節(jié)省大量的出口時人員校驗的人力和物力，并且對多種種類的光譜儀器自校正提供了一種參考方法，可廣泛推廣，經(jīng)濟(jì)效益較好。具體實施例方式在光源的強度較弱的情況下，對托普儀器TYS-3N植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的檢測值進(jìn)行校正。開機(jī)后，自動進(jìn)入系統(tǒng)提示校正界面，按相應(yīng)鍵確定后，先將TYS-3N植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的檢測頭不夾任何檢測樣本，系統(tǒng)將執(zhí)行滿量程校正，得到滿量程校正系數(shù)。之后將系統(tǒng)自動提示用戶將標(biāo)準(zhǔn)校驗樣本置于植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的檢測部位，繼續(xù)4進(jìn)行樣本校正，得到儀器實際讀數(shù)校正系數(shù)。樣本校正完畢后，植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀可以開始正常工作。將不同實驗樣本在各種可能的不同環(huán)境下行多次實驗，每一次實驗的環(huán)境各不一樣。得到的數(shù)據(jù)如表一，表一中分別列舉了在6種不同實驗環(huán)境中6個實施實例的實驗數(shù)據(jù)。表一實施實例數(shù)據(jù)表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>注在表中，Vm為滿量程校正系數(shù)，Vn為不使用校驗樣本時，植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀所檢測到的滿量程檢測值。Vp。為植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀所檢測到的標(biāo)準(zhǔn)檢測值。Vy。為標(biāo)準(zhǔn)校驗樣本的SPAD值。C為校正系數(shù)；Yf為校正前儀器測量值，Yn為儀器校正后的測量值，Y為日本美能達(dá)公司生產(chǎn)的SPAD502高精度儀測量值。權(quán)利要求一種植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的校正方法，其特征在于包括如下步驟1)不使用校驗樣本，將所述的植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀進(jìn)行滿量程校正，得到滿量程校正系數(shù)；2)根據(jù)步驟1)得到的滿量程校正系數(shù)，運用SPAD值分布均勻且為一固定值的標(biāo)準(zhǔn)校驗樣本進(jìn)行樣本校正，得到儀器實際讀數(shù)校正系數(shù)；3)運用滿量程校正系數(shù)和儀器實際讀數(shù)校正系數(shù)，對所述的植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的實際檢測值進(jìn)行實際校正。2.如權(quán)利要求1所述的植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的校正方法，其特征在于步驟1)所述的滿量程校正是指植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的檢測部位無任何校驗樣本，讀出植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的滿量程檢測值；所述的滿量程校正模型為Vm=-1.46Vn+280其中Vm為滿量程校正系數(shù)，Vn為不使用校驗樣本時，植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀所檢測到的滿量程檢測值。3.如權(quán)利要求1所述的植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的校正方法，其特征在于步驟2)所述的樣本校正是指SPAD值分布均勻且為一固定值的標(biāo)準(zhǔn)校驗樣本位于植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的檢測部位，讀出植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的標(biāo)準(zhǔn)檢測值；所述的樣本校正模型為c=V(Vm-1.46Vp0)其中Vy。為標(biāo)準(zhǔn)校驗樣本的SPAD值，Vm為滿量程校正系數(shù)，Vp。為植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀所檢測到的標(biāo)準(zhǔn)檢測值。4.如權(quán)利要求1所述的植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的校正方法，其特征在于步驟3)所述的對植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的實際檢測值進(jìn)行實際校正是指實際檢測樣本位于植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的檢測部位，讀出植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的實際檢測值，運用實際校正模型進(jìn)行實際校正；所述的實際校正模型為Vy=c(Vm-1.46Vp)其中Vy為實際校正后的校正值，Vp為植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的實際檢測值。5.如權(quán)利要求1所述的植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的校正方法，其特征在于所述的標(biāo)準(zhǔn)校驗樣本的SPAD值為30。全文摘要本發(fā)明公開了一種對植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的檢測值進(jìn)行校正的方法，首先不使用校驗樣本，將植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀進(jìn)行滿量程校正，得到滿量程校正系數(shù)；再根據(jù)滿量程校正系數(shù)，運用SPAD值分布均勻且為一固定值的標(biāo)準(zhǔn)校驗樣本進(jìn)行樣本校正，得到儀器實際讀數(shù)校正系數(shù)；最后運用滿量程校正系數(shù)和儀器實際讀數(shù)校正系數(shù)，對植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的實際檢測值進(jìn)行實際校正。本發(fā)明的校正方法可克服光源的光強、測量環(huán)境參數(shù)、光電傳感器的動態(tài)特性以及供電電池的電量等因素對植物營養(yǎng)含量檢測光譜儀的檢測可靠性和精度的影響，與現(xiàn)有的國產(chǎn)檢測儀器相比，大大提高了檢測儀器的檢測精度和可靠性，提高了檢測儀器的環(huán)境適應(yīng)能力。文檔編號G01N21/25GK101776577SQ201010115010公開日2010年7月14日申請日期2010年2月26日優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日發(fā)明者何勇,吳迪,李曉麗,楊燕,聶鵬程申請人:浙江大學(xué)