應(yīng)用背景與市場需求

伴同我國農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展持續(xù)向前邁進, 有機肥于改良土壤結(jié)構(gòu)、提高農(nóng)作物品質(zhì)層面的效用愈發(fā)備受看重。不管是小型種植合作社, 還是規(guī)?；N植基地, 又或是肥料生產(chǎn)企業(yè)以及基層農(nóng)技站, 均面臨著一個共通的實際問題: 怎樣迅速、準確地把控有機肥中的養(yǎng)分含量以及有機質(zhì)指標。

以往的做法是, 送去樣品達專供性質(zhì)的土壤檢測實驗室, 一趟來去, 短也三五天時光, 如果遭遇農(nóng)忙時段, 更是延誤用肥決策。并且, 送檢所需成本不低, 對于中小型種植戶以及鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)技站而言, 頻繁去送檢, 切實并不實際。因此, 市場極其迫切需要一種能夠在現(xiàn)場達成檢測, 操作門檻不算高, 結(jié)果又異?？煽康脑O(shè)備, 有機肥檢測儀正是在如此這般的背景之下, 進入了越來越多用戶的視野當中。

從實際需求出發(fā), 用戶為關(guān)切的核心問題頗為集中, 具體如下: 這臺儀器究竟能夠檢測哪些項目? 所測出來的數(shù)據(jù)是否準確? 操作是否麻煩? 一次能夠檢測幾個樣品? 價格是否處于可承受范圍之內(nèi)? 這些問題直接決定了設(shè)備能否切實落地投入使用。

行業(yè)分析

目前, 有機肥檢測這個行業(yè)正歷經(jīng)從傳統(tǒng)實驗室朝著現(xiàn)場快速檢測的轉(zhuǎn)變, 以往依靠大型分光光度計以及繁瑣的化學滴定, 檢測人員得經(jīng)過專業(yè)培訓, 并且前處理時間長, 流程還復雜, 這致使好多基層單位雖有檢測需求, 卻因設(shè)備和人員受限, 遲遲沒法開展。

行業(yè)痛點集中呈現(xiàn)于三個層面。其一，檢測項目涵蓋并不完整, 眾多檢測設(shè)備僅能測定氮磷鉀之含量, 對于有機質(zhì)、中微量元素乃至重金屬則絲毫無法發(fā)揮作用, 然而有機肥的質(zhì)量把控卻恰好迫切需要這些相關(guān)數(shù)據(jù)。其二, 操作流程頗為繁雜, 部分老式儀器需要通過手動方式進行計算, 借助人工去記錄數(shù)據(jù)，如此一來, 不但效率極為低下, 而且極其容易出現(xiàn)差錯。其三, 數(shù)據(jù)管理方面較為落后, 檢測所得結(jié)果常常只是記錄于本子之上, 隨著時間的不斷推移往后便難以尋覓到相關(guān)記錄, 更不必提及開展長期的質(zhì)量趨勢分析工作了。

于此時, 機遇亦顯著。智能手機普及致使智能化操作具備群眾基礎(chǔ), 無線傳輸技術(shù)成熟令數(shù)據(jù)管理變得見所未見的便利。再加之國家對耕地質(zhì)量保護持續(xù)投入, 有機肥檢測正由“可選項”轉(zhuǎn)變?yōu)椤氨剡x項”。誰人能夠提供操作簡單、檢測全面、數(shù)據(jù)可聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備, 誰人便能夠在這個窗口期站穩(wěn)腳跟。

產(chǎn)品解決方案

面對行業(yè)痛點, 萊恩德所推出的一類有機肥檢測儀系列產(chǎn)品給出了切實可行的解決辦法。就以LD-FE型號來講, 此一設(shè)備在開始設(shè)計時期就顧及到了不同使用環(huán)境的需要。

對于檢測項目而言, LD-FE大體上涵蓋了有關(guān)有機肥檢測涉及的全部關(guān)鍵指標, 這當中不僅有速成氮、速成磷、有效鉀、全氮、全磷、全鉀、有機質(zhì)、酸堿度這類基礎(chǔ)項目, 并且還能夠?qū)z測領(lǐng)域延伸至鈣、鎂、硫、鐵、錳、硼、鋅、銅諸如此類多種中微量元素, 還有鉛、鉻、鎘、汞、砷等重金屬，這得以表明用戶無需因檢測不同項目而去購置多臺設(shè)備, 一臺機器便能夠達成大部分檢測任務(wù)。

就操作體驗而言, 由安卓智能操作系統(tǒng)致使界面交互變得如同使用手機那般直觀, 7寸電容觸摸屏呈現(xiàn)清晰, 點擊反應(yīng)靈敏, 極大地削減了誤操作的幾率, 內(nèi)置的作物專家施肥系統(tǒng)尤為實用, 此系統(tǒng)能夠依據(jù)目標產(chǎn)量自行計算并推薦施肥量, 這對于基層農(nóng)技站以及種植合作社來講, 省去了查找資料、計算配方的繁雜事務(wù)。

說到效率提升, 精密旋轉(zhuǎn)比色池設(shè)計可實現(xiàn)一次性快速檢測12個樣品。對于肥料生產(chǎn)企業(yè)來講, 批次檢測效率與生產(chǎn)節(jié)奏直接相關(guān)，此設(shè)計能大幅縮短檢測周期。就測試速度而言, 一個復合肥料樣品的氮磷鉀檢測用時不超50分鐘, 一個有機肥料樣品（含有機質(zhì)）檢測用時不超1.5小時, 且加上樣品后時間增加也控制在合理范疇內(nèi)。

另一方面, 儀器自身具有數(shù)據(jù)接收平臺, 它支持wifi、4G以及GPRS來進行無線傳輸, 檢測所得的數(shù)據(jù)能夠直接上傳至電腦或是手機端, 如此一來方便進行長期的管理以及分析。其內(nèi)置的熱敏打印機在完成檢測之后會自動打印報告以及二維碼, 這既有利于存檔保存, 同時也方便用戶通過掃碼去查看詳細的結(jié)果。

核心技術(shù)結(jié)構(gòu)

LD - FE有機肥檢測儀, 其核心技術(shù)架構(gòu), 能夠被拆解成, 幾個關(guān)鍵的部分。

先來講光源, 還有信號接收系統(tǒng)的說。該設(shè)備運用高精度濾光片技術(shù), 配置了四個波長的冷光源, 分別是紅光680nm、藍光420nm、綠光510nm、橙光590nm, 每一種光源都達成了恒流穩(wěn)壓的狀態(tài), 以此確保波長穩(wěn)定。硅半導體作為信號接收系統(tǒng), 其壽命達到10萬小時級別, 無需頻繁去更換元器件, 長期使用的成本更低。

接下來要說的是光路設(shè)計, 比色槽所采用的是標準 1cm 比色皿, 不存在機械位移以及磨損方面的困擾, 光路定位十分精確, 此設(shè)計具備重復性能良好的優(yōu)點, 在不同時間對同一個樣品進行測量時, 測量結(jié)果并非會出現(xiàn)明顯的偏差, 與之配套的擁有自主的分析方法, 更是進一步確保了檢測的結(jié)果能夠達到國標所規(guī)定的要求。

第三是用于數(shù)據(jù)處理以及輸出的一個系統(tǒng), 安卓系統(tǒng)為負責其運算還有界面交互所用, 熱敏打印機通過一鍵操作能夠輸出相應(yīng)報告, 預留的232數(shù)據(jù)接口具備連接電腦以給予更深入數(shù)據(jù)分析其功能。整個架構(gòu)從采樣開始, 歷經(jīng)檢測步驟, 終到數(shù)據(jù)輸出從而形成一個閉環(huán), 無需額外去搭建復雜的數(shù)據(jù)處理平臺。

性能驗證數(shù)據(jù)

于實驗室條件當中, LD - FE有機肥檢測儀的各個技術(shù)指標展現(xiàn)狀況穩(wěn)定, 電源具備交流220V與直流12V這兩種方式, 功率未超過5W, 在田間地頭用車載電源或者自帶鋰電池均可正常開展工作。

量程能達到0.001 - 9999, 分辨率也能達到0.001 - 9999, 其覆蓋了有機肥檢測里常見的濃度范圍。重復性誤差被控制在0.02%以內(nèi), 這是經(jīng)重鉻酸鉀溶液驗證得出的結(jié)果。在穩(wěn)定性方面, 開機預熱5分鐘后, 一個小時內(nèi)顯示數(shù)字不存在漂移情況, 兩個小時內(nèi)數(shù)字漂移不超過0.2%, 在透光度測量條件下也有著相同的表現(xiàn)。

不超過百分之零點一的線性誤差, 硫酸銅檢測數(shù)據(jù)對這一指標進行了驗證, 在靈敏度方面, 紅光通道不低于四點五乘十的負五次冪, 藍光通道不低于三點一七乘十的負三次冪, 綠光和橙光通道也有相應(yīng)的數(shù)值保證, 這意味著即便營養(yǎng)元素含量很低, 儀器也能夠有效捕捉到信號。

用做用戶格外關(guān)注的指標之一的測試誤差來說明, 肥料單項誤差不會超過0.5%, 氮磷鉀三項合計誤差不會超過1%。對于有機肥生產(chǎn)的日常品控及農(nóng)資市場的肥料鑒別而言, 這樣的精度是全部能夠滿足使用要求的, 該工作體現(xiàn)出的穩(wěn)定性比國家標準JJG179 - 90的指標超出了10倍以上, 重復性達到了光柵型分光光度計所具有的水平。

技術(shù)創(chuàng)新總結(jié)

萊恩德有機肥檢測儀的技術(shù)創(chuàng)新集中體現(xiàn)在三個方向。

首當其沖的創(chuàng)新之處在于檢測項目具備全面屬性。某一臺設(shè)備能夠同時涵蓋氮磷鉀、針對該設(shè)備而言, 氮磷鉀、有機質(zhì)、中微量元素以及重金屬幾個方面的檢測, 這一情況于傳統(tǒng)設(shè)備之上堪稱是極難達成的。就用戶方面而言, 用戶不用因檢測重金屬而另行購置一臺原子吸收光譜儀, 并且也無需為了檢測有機質(zhì)而專門去配置設(shè)備。這樣一種集成化的設(shè)計理念, 極大程度地削減了基層單位的設(shè)備購置成本, 同時也減少了實驗室空間的占用, 削減了基層單位實驗室空間的占用情況。

第二個創(chuàng)新之處在于智能化以及數(shù)據(jù)化的管理方式, 安卓操作系統(tǒng)與內(nèi)置的專家施肥系統(tǒng)相結(jié)合, 使得設(shè)備從單純意義上的檢測工具轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策的輔助工具, 檢測數(shù)據(jù)利用無線網(wǎng)絡(luò)實時進行上傳工作, 管理人員于辦公室便能夠看見各個批次的檢測 result, 進而形成歷史數(shù)據(jù)曲線, 一旦發(fā)現(xiàn)問題便及時予以干預, 這種從“測”朝著“管”的延展現(xiàn)狀, 相較于傳統(tǒng)設(shè)備了一個維度。

第三個創(chuàng)新之處在于檢測效率得以提高, 精密旋轉(zhuǎn)比色池能一次性對12個樣品進行檢測, 再結(jié)合優(yōu)化后的前處理流程, 將單個樣品的平均檢測時間壓縮至合理范圍, 對于肥料生產(chǎn)企業(yè)而言于此意味著品控節(jié)奏能夠跟上生產(chǎn)節(jié)奏, 不會因等待檢測結(jié)果而延誤出貨, 對農(nóng)技站來講在一天之內(nèi)完成多個送檢樣品的檢測也不再是重重困難。

正在從專業(yè)實驗室的“專屬工具”轉(zhuǎn)變?yōu)榛鶎愚r(nóng)業(yè)工作里的“常用設(shè)備”的是有機肥檢測儀, 隨著用戶對于肥料品質(zhì)要求越發(fā)高, 對于檢測效率, 和數(shù)據(jù)管理能力的要求也會跟著水漲船高, 萊恩德在這方面技術(shù)積累, 以及產(chǎn)品迭代, 為行業(yè)提供了一條務(wù)實可行的路徑。