一种烤烟垄间光合有效辐射空间的测定装置及方法与流程

本发明涉及一种烤烟垄间光合有效辐射空间的测定装置及方法，属于烤烟垄间气象观测装置技术领域。

背景技术：

光合作用是植物叶片吸收光能和转换光能的过程，光合有效辐射是指太阳辐射波长位于380～710nm之间能被绿色植物进行光合作用和生物量生产的那部分太阳辐射，是反应作物生长状况和产量预报的重要特征参数。在营养和水分较为充足的条件下，作物光合作用的大小取决于到达叶片的光合有效辐射( Photosynthetically Active Radiation，简称PAR )。然而，在生产实践中，作物冠层不同高度的叶片并不总能得到充足的光能，因而使得叶片实际上处于光饥饿状态，并导致作物减产。尤其是对于具有不同光照情况的烤烟种植地区来说，测量烤烟冠层内的光照情况分布对种植多大密度的烤烟，以及套种作物具有重要意义。

目前，冠层光合有效辐射测定大多采用手持式PAR测定仪，或者采用多个固定布置在冠层内的光合有效辐射进行定点定时检测。上述方法中人工测量的数据不连续且存在主观误差，并且存在测量成本高、测量数据量小，且需要后期人工鉴别数据质量等缺点。而定点在线实时测量装置解决了数据连续观测的难题，但其又存在不便于测量空间内各维度光合有效辐射的缺陷。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种烤烟垄间光合有效辐射空间的测定装置及方法，能够实时的测量烤烟垄间各维度的光合有效辐射，具有结构巧妙，操作方便，以及测量效果好等优点，可以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案：一种冠层内光合有效辐射空间的测定装置，包括移动模块、数据采集模块、供电模块和控制模块；

所述移动模块主要由带有光合有效辐射传感器的横杆，支架，垂直驱动机构，水平导轨，水平驱动机构，垂直位移传感器，以及水平位移传感器组成，其中，所述横杆两端与支架上的两支杆活动连接，横杆下部通过垂直驱动机构与支架上的底杆连接，垂直驱动机构用于驱动横杆上下移动；两支杆的底端与水平导轨活动连接，支架通过水平驱动机构与设置在两水平导轨之间的固定座连接，水平驱动机构用于驱动支架，即两支杆的水平移动；所述垂直位移传感器安装在横杆上，用于采集横杆的垂直位移信息；所述水平位移传感器安装在支架上，用于采集支架的水平位移信息；

所述数据采集模块，与所述光合有效辐射传感器、垂直位移传感器及水平位移传感器连接，用于获取所述光合有效辐射传感器测量得到的光合有效辐射信息以及相应的位置信息，并将所述获取的光合有效辐射信息以及位置信息进行存储；

所述供电模块，用于对所述移动模块、数据采集模块、控制模块提供工作电压；

所述控制模块，用于对所述移动模块、数据采集模块进行移动和数据采集控制。

所述光合有效辐射传感器均布在横杆上。

所述移动模块上的垂直位移传感器、水平位移传感器传感器、光合有效辐射传感器分别通过数据线与所述数据采集模块相连。

所述垂直驱动机构和水平驱动机构均与控制模块导线连接。

前述测定装置的测定方法为：将所述测定装置放置在待测定光合有效辐射的冠层内，然后通过控制模块实现移动模块位置的移动，通过光合有效辐射传感器、垂直位移传感器和水平位移传感器传感器获取冠层空间内的光合有效辐射信息以及相应位置信息的采集，并将前述信息进行存储。

本发明的有益效果是：本发明中的光合有效辐射传感器、垂直位移传感器和水平位移传感器传感器可采集冠层空间内的光合有效辐射信息以及相应位置信息，同时本发明中的移动模块可实现测量位置的自动调整，可大大的提高数据采集的准确性。与现有技术相比，本发明具有结构巧妙，操作方便，测量准确度高，以及降低测定工作量等优点，特别适合冠层内光合有效辐射信息的自动测量。

附图说明

图1是本发明结构的主视图；

图2是本发明结构的俯视图；

图中：1为光合有效辐射传感器，2为横杆，3为支杆，4为垂直伸缩油缸，5为水平导轨，6为固定座，7为底杆，8为水平伸缩油缸。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

图1和图2作为本发明冠层内光合有效辐射空间测定装置的一个具体实施方式，包括移动模块、数据采集模块、供电模块和控制模块。

其中，所述移动模块主要由横杆2，支架，垂直驱动机构，水平导轨5，水平驱动机构，垂直位移传感器，以及水平位移传感器组成，所述横杆2两端与支架上的两支杆3活动连接，横杆2下部通过垂直伸缩油缸4与支架上的底杆7连接，垂直伸缩油缸4用于驱动横杆2实现其上下移动；两支杆3的底端与水平导轨5活动连接，支架通过水平伸缩油缸8与安装在两水平导轨5之间的固定座6连接，水平驱动机构用于驱动支架，以实现两支杆3的水平移动；所述垂直位移传感器安装在横杆2上，用于采集横杆2的垂直位移信息；所述水平位移传感器安装在支架上，用于采集支架的水平位移信息；在所述横杆2上均布有多个光合有效辐射传感器1，用于获取冠层内的光合有效辐射信息。

所述数据采集模块，与所述光合有效辐射传感器1、垂直位移传感器及水平位移传感器采用数据线连接，用于获取所述光合有效辐射传感器1测量得到的光合有效辐射信息以及相应的位置信息，并将所述获取的光合有效辐射信息以及位置信息进行存储。在本数据采集模块中设有存储器，该存储器用于存储所述待测点的光合有效辐射信息以及位置信息，例如，该存储器可以为TF（Trans-flash）卡或者SD（Secure Digital Memory）卡。

所述供电模块，用于对所述移动模块、数据采集模块、控制模块提供工作电压；例如，可采用蓄电池或充电电池，以便本装置能够在室外进行长时间的数据获取。

所述控制模块，用于对所述移动模块、数据采集模块进行移动和数据采集控制，所述垂直伸缩油缸4和水平伸缩油缸8均与控制模块导线连接，因此，可通过控制模块实现对垂直伸缩油缸4和水平伸缩油缸8的动作控制。

本发明测定装置的测定方法为：将测定装置放置在待测定光合有效辐射的冠层内，然后通过控制模块实现移动模块位置，即光合有效辐射传感器1水平及垂直方向的移动，通过光合有效辐射传感器1、垂直位移传感器和水平位移传感器传感器获取冠层空间内的光合有效辐射信息以及相应位置信息的采集，并将前述信息进行存储。在具体的测定过程中，可通过控制器设置光合有效辐射传感器1的采集间隔、垂直位移传感器和水平位移传感器的采集间隔，即可实现本装置在烤烟垄间进行连续测量，通过控制器控制移动模块的移动，可实现不同位置的光合有效辐射信息的采集。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。