三波长漫反射光学叶绿素检测装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种三波长漫反射光学叶绿素检测装置，包括插装于嵌套内的检测单元和密封盖；检测单元包括自上而下开设有三级阶梯孔的圆柱体，圆柱体的上端为圆台体结构；位于圆台体下方的圆柱体外周面上对称于圆柱体轴线向上倾斜52°开设有六个斜孔，每个斜孔均与第一级阶梯孔相通；六个斜孔中相对的两个斜孔为一组；每组中的一个斜孔内自上而下依次设置有凸透镜、LED光源，另一个斜孔内设置有吸光材料；位于第二级阶梯孔内设置有聚光透镜并通过环套定位；位于第三级阶梯孔内设置有光探测器。本发明优点在于相对现有的漫反射检测装置，从光路设计上消除了镜面反射的影响，光强的稳定性以及整体的避光性都得到了极大的提高。
【专利说明】三波长漫反射光学叶绿素检测装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及植物叶片叶绿素检测装置，尤其是涉及三波长漫反射光学叶绿素检测
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【背景技术】
[0002]叶绿素含量是植物叶面营养最直接、准确和实时的指示器，目前，叶绿素无损检测中多采用透射式的测量方法，这一方法受到叶片厚度和透光性的影响很大，存在较大检测误差。反射式叶片叶绿素检测方法应用较少，且存在检测装置结构简单，检测精度低的问题。
【发明内容】
[0003]本发明目的在于提供一种三波长漫反射光学叶绿素检测装置。
[0004]为实现上述目的，本发明采取下述技术方案:
本发明所述的三波长漫反射光学叶绿素检测装置，包括嵌套，插装于所述嵌套内的检测单元，扣合在所述检测单元顶部的密封盖；所述检测单元包括自上而下开设有三级阶梯孔的圆柱体，所述圆柱体的上端为沿径向外延的圆台体结构，所述圆台体的下台面开设有防水环形槽；位于圆台体下方的圆柱体外周面上对称于圆柱体轴线向上倾斜51° -53°均布开设有六个斜孔，所述每个斜孔均与所述第一级阶梯孔相通；所述六个斜孔中相对的两个斜孔为一组；每组中的一个斜孔内自上而下依次设置有凸透镜、LED光源，另一个斜孔内设置有吸光材料；位于第二级阶梯孔内设置有聚光透镜并通过环套定位；位于第三级阶梯孔内设置有光探测器。
[0005]所述三级阶梯孔的第一、二级阶梯孔为圆孔，第三级阶梯孔为方孔；第二级阶梯孔的直径大于第一级阶梯的孔直径；所述吸光材料为吸光棉。
[0006]所述圆台体的上台面围绕所述第一级阶梯孔的孔口开设有环槽，所述环槽内设置有密封圈；所述密封盖的下表面开设有用于放置漫反射白板的凹腔，围绕所述凹腔开设有与所述密封圈匹配的圆环槽。
[0007]位于所述圆台体下方的圆柱体外周面沿纵向开设有定位导槽，所述嵌套内周面沿纵向设置有与所述定位导槽相匹配的定位凸条，所述嵌套的顶面开设有与所述圆台体下台面防水环形槽相对应的接水环槽。
[0008]所述密封盖的上表面开设有纵截面为倒梯形的凹腔。
[0009]所述嵌套通过空心连杆与用于安装漫反射控制器的盒体相连接，所述密封盖设置有盖柄，所述盖柄通过销轴和扭力弹簧与所述盒体相铰接。
[0010]本发明优点在于相对现有的漫反射检测装置，从光路设计上消除了镜面反射的影响，光强的稳定性以及整体的避光性都得到了极大的提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明的结构示意图。
[0012]图2是本发明所述嵌套的结构示意图。
[0013]图3是本发明所述密封盖的结构示意图。
[0014]图4是本发明所述检测单元的结构示意图。
[0015]图5是本发明所述圆柱体的俯视结构示意图。
[0016]图6是本发明所述圆柱体的仰视结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]如图1-6所示，本发明所述的三波长漫反射光学叶绿素检测装置，包括嵌套1，插装于所述嵌套I内的检测单元，扣合在检测单元顶部的密封盖2 ;嵌套I通过空心连杆3与用于安装漫反射控制器的盒体4相连接，空心连杆3的杆腔用于布置漫反射控制器与检测单元之间的电器连线。密封盖2设置有盖柄5，盖柄5通过销轴6和扭力弹簧7与盒体4相铰接。为了减轻重量和便于粘贴标识，密封盖2的上表面开设有纵截面为倒梯形的凹腔8。
[0018]所述检测单元包括自上而下开设有三级阶梯孔的圆柱体9，所述三级阶梯孔的第一、二级阶梯孔10、11为圆孔，第三级阶梯孔12为方孔；第二级阶梯孔11的直径大于第一级阶梯孔10的直径；所述圆柱体9的上端为沿径向外延的圆台体13结构，所述圆台体13的下台面开设有防水环形槽14 ;位于圆台体13下方的圆柱体9外周面上对称于圆柱体轴线15向上倾斜52°均布开设有六个斜孔，所述每个斜孔均与所述第一级阶梯孔10相通；所述六个斜孔中相对的两个斜孔16、17为一组；每组中的一个斜孔16内自上而下依次设置有凸透镜18、LED光源19，另一个斜孔17内设置有吸光棉20，三组中斜孔16内的LED光源19分别发出波长为645n、663nm、940nm的单色光谱，凸透镜18改善了出射光的平行度，斜孔17内的吸光棉20用来吸收经过测试叶子的镜面反射光。位于第二级阶梯孔11内设置有聚光透镜21并通过环套定位；位于第三级阶梯孔12内设置有光探测器22，用来收集LED光源19经过叶片的漫反射光强信号，第二级阶梯孔11内设置的聚光透镜21用于将漫反射光汇聚在光探测器22上，提高了光电探测器22读数的稳定性。圆台体13的上台面围绕第一级阶梯孔10的孔口开设有环槽30，所述环槽30内安放有密封圈23。
[0019]密封盖2的下表面开设有用于放置漫反射白板的凹腔24，为了提高避光效果，围绕该凹腔24开设有与所述密封圈23相匹配的圆环槽25。位于所述圆台体13下方的圆柱体9外周面沿纵向开设有定位导槽26，嵌套I内周面沿纵向设置有与该定位导槽26相匹配的定位凸条27，嵌套I的顶面开设有与开设在圆台体13下台面防水环形槽14相对应的接水槽29。
[0020]本发明原理简述如下:
本发明采用三波长漫反射式的测量方法，依据库贝尔卡-芒克(Kubelka-Munk)反射光谱的基本理论，收集植物叶片的漫反射光，克服了叶片厚度的限制，利用叶绿素a的吸收峰645nm波长和叶绿素b的吸收峰663nm波长作为工作波长,并且引入了 940nm波长作为参考波长，去除叶片基质的影响。实现了植物叶片叶绿素的高精度无损检测，同时也进一步提高了三波长漫反射式测量方法的试纸检测精度，获得氮、磷、钾等营养元素的试纸检测值。
[0021]工作时，把本发明拿到农田中，把上盖2抬起夹住被测叶片的中间部位，尽量避开较大的叶脉，然后将上盖2放下，在扭力弹簧7作用下将叶片夹紧。这时即可操作盒体4内的漫反射控制器进行检测，使三组中斜孔16内的LED光源19按顺序依次发出波长为645η、663nm、940nm的单色光谱；平行光线照射到被测叶片后经密封盖2凹腔24内的漫反射白板反射，经过叶片的镜面反射光被斜孔17内的吸光棉20吸收，漫反射光线通过第一、二级阶梯孔10、11垂直向下，再经过聚光透镜21被光探测器22接收。光探测器22接收到的光强值通过漫反射控制器解析出来，即可得出叶绿素的相对值。
【权利要求】
1.一种三波长漫反射光学叶绿素检测装置，包括嵌套，插装于所述嵌套内的检测单元，扣合在所述检测单元顶部的密封盖；其特征在于:所述检测单元包括自上而下开设有三级阶梯孔的圆柱体，所述圆柱体的上端为沿径向外延的圆台体结构，所述圆台体的下台面开设有防水环形槽；位于圆台体下方的圆柱体外周面上对称于圆柱体轴线向上倾斜51° -53°均布开设有六个斜孔，所述每个斜孔均与所述第一级阶梯孔相通；所述六个斜孔中相对的两个斜孔为一组；每组中的一个斜孔内自上而下依次设置有凸透镜、LED光源，另一个斜孔内设置有吸光材料；位于第二级阶梯孔内设置有聚光透镜并通过环套定位；位于第三级阶梯孔内设置有光探测器。
2.根据权利要求1所述的三波长漫反射光学叶绿素检测装置，其特征在于:所述三级阶梯孔的第一、二级阶梯孔为圆孔，第三级阶梯孔为方孔；第二级阶梯孔的直径大于第一级阶梯孔的直径；所述吸光材料为吸光棉。
3.根据权利要求1或2所述的三波长漫反射光学叶绿素检测装置，其特征在于:所述圆台体的上台面围绕所述第一级阶梯孔的孔口开设有环槽，所述环槽内设置有密封圈；所述密封盖的下表面开设有用于放置漫反射白板的凹腔，围绕所述凹腔开设有与所述密封圈匹配的圆环槽。
4.根据权利要求1或2所述的三波长漫反射光学叶绿素检测装置，其特征在于:位于所述圆台体下方的圆柱体外周面沿纵向开设有定位导槽，所述嵌套内周面沿纵向设置有与所述定位导槽相匹配的定位凸条，嵌套的顶面开设有与所述圆台体下台面防水环形槽相对应的接水环槽。
5.根据权利要求1或2所述的三波长漫反射光学叶绿素检测装置，其特征在于:所述密封盖的上表面开设有纵截面为倒梯形的凹腔。
6.根据权利要求1或2所述的三波长漫反射光学叶绿素检测装置，其特征在于:所述嵌套通过空心连杆与用于安装漫反射控制器的盒体相连接，所述密封盖设置有盖柄，所述盖柄通过销轴和扭力弹簧与所述盒体相铰接。
【文档编号】G01N21/47GK104266970SQ201410485442
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】王万章, 古冬冬, 王建波, 陈阳, 吴建中, 段铁城, 王宝山 申请人:河南农业大学