农业采样系统及相关方法与流程

背景技术：

1、本发明总体而言涉及农业采样和分析，并且更具体地涉及用于执行土壤和其它类型的农业相关的采样和化学特性分析的全自动系统。

2、周期性土壤测试是农业的重要方面。测试结果提供了有关土壤的化学组分的宝贵信息，诸如植物可用的营养物和其它重要特性(例如，氮、镁、磷、钾、ph等的水平)，使得可以向土壤添加各种改良剂以最大化作物产量和质量。

3、在一些现有的土壤采样过程中，将收集的样本干燥、研磨、添加水，然后过滤，以获得适合分析的土壤浆料。将萃取剂添加到浆料中，以提取植物可用的营养物。然后将浆料过滤以产生澄清溶液或上清液，将其与化学试剂混合以进行进一步分析。

4、期望改进对土壤、植被和肥料的测试。

技术实现思路

1、本发明提供了一种用于收集、处理和分析土壤样本的各种化学特性(诸如植物可用的营养物)的自动化计算机控制的采样系统(下文中称为“土壤采样系统”)和相关方法。采样系统允许以同时并发或半并发的方式相对连续和快速地相继处理和分析多个样本，以分析不同的分析物(例如，植物可用的营养物)和/或化学特性(例如，ph)。有利的是，该系统可以在“如收集的”条件下处理土壤样本，而无需前面所述的干燥和研磨步骤。

2、本系统一般包括样本制备子系统和化学分析子系统，样本制备子系统接收由探头收集子系统收集的土壤样本，并产生用于进一步处理和化学分析的浆料(即，土壤、植被和/或肥料和水的混合物)，化学分析子系统从样本制备子系统接收并处理制备的浆料样本，从而对样本的分析物和/或化学特性进行量化。所描述的化学分析子系统可以被用于分析土壤、植被和/或肥料样本。

3、在一个实施例中，样本制备系统一般包括混合器-过滤器装置，其将处于“如采样的”条件(例如，未干燥且未研磨)的收集的原始土壤样本与水混合以形成样本浆料。然后，混合器-过滤器装置在从装置提取浆料期间过滤浆料，以便在化学分析子系统中进行处理。化学分析子系统处理浆料，并执行萃取剂和变色试剂添加/混合的一般功能，将浆料样本离心以产生澄清的上清液，最后进行感测或分析以检测分析物和/或化学特性(诸如经由比色分析)。

4、虽然本文可以针对处理土壤样本来描述采样系统(例如，样本收集、制备和处理)，这表示所公开的实施例的一类用途，但是应该理解的是，包括该装置的相同系统和相关过程还可以被用于处理其它类型的农业相关样本，包括但不限于植被/植物、草料、肥料、饲料、牛奶或其它类型的样本。因此，本文公开的本发明的实施例应当被广泛地认为是农业采样系统。因而，本发明显然不限于仅用于针对感兴趣的化学特性来处理和分析土壤样本。

技术特征：

1.一种用于从农业浆料中提取测试物质的分离设备，该设备包括：

2.根据权利要求1所述的设备，其中每个流体通道具有不规则形状，被构造为当装置旋转时使浆料在流体通道内径向和切向地流动以分离测试物质。

3.根据权利要求1所述的设备，其中每个分离设备的流体通道包括流体入口通道、流体出口通道和测试物质提取通道，它们各自流体耦合到沉淀腔室。

4.根据权利要求2所述的设备，其中每个分离设备的流体通道包括流体入口通道、流体出口通道和测试物质提取通道，它们各自流体耦合到沉淀腔室。

5.根据权利要求3所述的设备，其中每个流体通道单独地流体连接到沉淀腔室，并且被构造为形成仅经由沉淀腔室流体互连的三个分立的流通道。

6.根据权利要求1所述的设备，其中在测试物质提取装置耦合到夹持板之前，每个分离设备的流体通道和沉淀腔室凹入到测试物质提取装置的底表面中并且向下开口。

7.根据权利要求2所述的设备，其中在测试物质提取装置耦合到夹持板之前，每个分离设备的流体通道和沉淀腔室凹入到测试物质提取装置的底表面中并且向下开口。

8.根据权利要求3所述的设备，其中在测试物质提取装置耦合到夹持板之前，每个分离设备的流体通道和沉淀腔室凹入到测试物质提取装置的底表面中并且向下开口。

9.根据权利要求4所述的设备，其中在测试物质提取装置耦合到夹持板之前，每个分离设备的流体通道和沉淀腔室凹入到测试物质提取装置的底表面中并且向下开口。

10.根据权利要求5所述的设备，其中在测试物质提取装置耦合到夹持板之前，每个分离设备的流体通道和沉淀腔室凹入到测试物质提取装置的底表面中并且向下开口。

11.根据权利要求6所述的设备，还包括部署在测试物质提取装置和夹持板之间的垫片，该垫片流体密封流体通道和沉淀腔室。

12.根据权利要求11所述的设备，还包括多个紧固件，该多个紧固件将测试物质提取装置能够拆卸地耦合到夹持板。

13.根据权利要求6所述的设备，其中测试物质提取装置和夹持板直接永久地接合在一起。

14.根据权利要求1所述的设备，其中测试物质提取装置和夹持板各自包括锁定凹部，该锁定凹部互补地构造为将旋转轮毂接纳在其中以形成互锁布置。

15.根据权利要求14所述的设备，其中旋转轮毂包括被接纳在锁定凹部中的径向延伸的多个臂。

16.根据权利要求14所述的设备，其中旋转轮毂在锁定凹部中被捕获在测试物质提取装置和夹持板之间。

17.根据权利要求1所述的设备，其中测试物质提取装置的主体由单片聚合物材料形成。

18.一种用于从农业浆料中提取测试物质的分离设备，该设备包括：

19.根据权利要求18所述的设备，其中每个分离设备的流体通道和沉淀腔室整体形成于测试物质提取装置的主体中，作为测试物质提取装置的不可分割的整体特征。

20.根据权利要求19所述的设备，其中旋转轮毂的主体包括圆形的上部流体板，其中分离设备的流体通道和沉淀腔室作为凹部形成在其底面上，旋转轮毂的主体还包括与上部流体板耦合的圆形的下部夹持板，以及夹在上部流体板和下部夹持板之间的垫片，该垫片密封流体通道和沉淀腔室。

技术总结本公开涉及农业采样系统及相关方法。一种自动计算机控制的采样系统和相关方法，用于收集、处理和分析农业样本的各种化学特性，诸如植物可用营养物。采样系统允许以同时并发或半并发的方式针对不同的分析物或化学特性处理和分析多个样本。有利地，该系统可以在“如收集的”条件下处理土壤样本，而无需干燥或研磨。该系统一般包括样本制备子系统和化学分析子系统，样本制备子系统接收由探头收集子系统收集的土壤样本并产生浆料(即，土壤、植被和/或肥料和水的混合物)，而化学分析子系统处理制备的浆料样本，以量化样本的多种分析物和/或化学特性。样本制备子系统和化学分析子系统可以被用于分析土壤、植被和/或肥料样本。技术研发人员：T·斯旺森,D·科赫,R·哈曼受保护的技术使用者：精密种植有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29