专利名称：一种基于电磁波谐振腔的植物水分精密检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种植物水分的检测装置。
背景技术：
中国专利申请CN200420023688.7公开了一种“用于检测物质质量和水分的检测装置中的微波谐振腔”，所述的检测设置包括微波发生器、微波谐振腔、位于微波谐振腔前后设置的隔离环和，设置在隔离环后的检波放大器、以及计算机及其输出设备；其特征在于所述的微波谐振腔包括腔体，腔体中部设置一贯通的通道，该贯通通道沿内壁设置保护套，将腔体分割呈上下两部分；在腔体上部分腔体壁上设置一微波输入探针，在腔体下部分腔体壁上设置一微波输出探针。中国专利申请CN200420118753.4公开了一种“植物生理需水状况检测装置”，包括中央处理器模块，所述的中央处理器模块连接有存储模块、数据采集模块及输出端口，其特征在于所述的数据采集模块连接有土壤湿度传感器及植物生理水分传感器。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种通过直接测量植物根、茎、叶的水分含量变化来监测其水分状态变化的基于电磁波谐振腔的植物水分精密检测装置。
本实用新型所述的基于电磁波谐振腔的植物水分精密检测装置由发射系统、谐振腔、接收系统、接口电路、计算机等部件组成。发射系统由扫频电路、控制电路、多功能卡和接口电路组成；谐振腔为圆柱形金属由两个等体积的半圆柱组成，并且中间开孔；接口电路分别用于将计算机与发射系统和接收系统连接；接收系统由检波电路、放大电路、多功能卡和接口电路组成；计算机为普通PC机。本装置具体由多功能卡(1)、控制电路(2)、微波扫描信号发生器(3)、电磁波耦合器(4)、微波谐振腔(5)、检测电路(6)、电源(7)和机箱(10)构成，多功能卡(1)、控制电路(2)、微波扫描信号发生器(3)、检测电路(4)、电源(7)分别固定连接在机箱(10)内的底板上，微波谐振腔(5)置于机箱(10)外，其中间有开孔，电磁波耦合器(4)为两个，分别固定在微波谐振腔(5)上，多功能卡(1)的输出端通过信号电缆与控制电路(2)的输入端连接，控制电路(2)的输出端与微波扫描信号发生器(3)的输入端连接，微波扫描信号发生器(3)的输出端与其中一个电磁波耦合器(4A)连接，电磁波耦合器(4A)的电磁波馈入微波谐振腔(5)中，在5中，微波与被测植物作用后再馈入另一个电磁波耦合器(4B)的输入端，电磁波耦合器(4B)的输出端通过信号电缆与检测电路(6)的输入端连接，检测电路(6)的输出端又与连接多功能卡(1)的输入端连接，电源(7)通过直流电源电缆分别与多功能卡(1)、控制电路(2)、微波扫描信号发生器(3)和检测电路(6)连接。
在上述装置中，还有USB接口(8)和电源插口(9)，分别与机箱(10)的外背板固定连接；USB接口(8)的输入端与多功能卡(1)的输出端连接，输出端与计算机连接；电源插口(9)与电源(7)连接。
本装置使用方便、易调整、免维护，能快速和精密地诊断植物的水分。
图1为本实用新型主视结构示意图。
图2为本实用新型俯视结构示意图。
图3为本实用新型侧视结构示意图。
图中1-多功能卡、2-控制电路、3-微波扫描信号发生器、4-电磁波耦合器、5-微波谐振腔、6-检测电路、7-电源、8-USB接口、9-电源插口、10-机箱。
具体实施方式
实施例本实施例为电磁波技术在精密诊断植物水分上的应用。本实施例仅做进一步的说明，而不限制本实用新型的范围。
在本实施例中，圆柱形金属谐振腔5由两个等体积的半圆柱组成，并且中间开孔，谐振腔高度为14mm，内半径为48mm，外半径为52mm，材质为因钢；微波耦合装置4为电耦合棒，电耦合棒的半径为1mm，长为4mm圆柱形金属谐振腔体5中心孔直径为13mm。由计算机输出的控制信号经多功能卡1(实质上为模数转换和数模转换电路及接口电路组成)及控制电路2变换后形成扫描信号进入微波扫描信号发生器3，由3产生的频率随扫描信号变化的微波经电磁波耦合器4A进入微波谐振腔5，在5内微波与植物的茎、或叶片、或根相作用后经微波经电磁波耦合器4B进入检测电路6，在6中微波信号经检波、放大、滤波后进入多功能卡1，信号在1中，模拟信号由模数转换变为数字信号，经USB接口8进入计算机处理。计算机对所输入的信号进行谐振特性检测处理。事先测量圆柱形金属谐振腔尚未围住植物叶部的谐振频率和电磁波信号的输出电压，并计算出其谐振频率和Q值，列表存入计算机，完成实验准备过程。实验时，打开谐振腔，将其围住待测植物叶部，并关闭紧固谐振腔，然后测量谐振腔的谐振频率和电磁波信号的输出电压，并计算出其谐振频率和Q值，列表存入计算机。根据微波谐振腔所围住植物的叶、或茎、或根部前后谐振腔的谐振频率、及电磁波信号的输出电压，即可计算出谐振腔的谐振频率和Q值，从而可精密地反演出植物的水分含量，从而获得植物缺水状况。电源7为整个测量装置提供直流供电。多功能卡1为市售产品，型号为UA303/4。控制电路2、检测电路4、微波扫描信号发生器3、电源7为市售产品。微波谐振腔5为用因钢自行加工的部件。计算机为市售的普通PC个人计算机。
权利要求1.一种基于电磁波谐振腔的植物水分精密检测装置，其特征在于由多功能卡(1)、控制电路(2)、微波扫描信号发生器(3)、电磁波耦合器(4)、微波谐振腔(5)、检测电路(6)、电源(7)和机箱(10)构成，多功能卡(1)、控制电路(2)、微波扫描信号发生器(3)、检测电路(4)、电源(7)分别固定连接在机箱(10)内的底板上，微波谐振腔(5)置于机箱(10)外，其中间有开孔，电磁波耦合器(4)为两个，分别固定在微波谐振腔(5)上，多功能卡(1)的输出端通过信号电缆与控制电路(2)的输入端连接，控制电路(2)的输出端与微波扫描信号发生器(3)的输入端连接，微波扫描信号发生器(3)的输出端与其中一个电磁波耦合器(4A)连接，电磁波耦合器(4A)的电磁波馈入微波谐振腔(5)中，在(5)中，微波与被测植物作用后再馈入另一个电磁波耦合器(4B)的输入端，电磁波耦合器(4B)的输出端通过信号电缆与检测电路(6)的输入端连接，检测电路(6)的输出端又与连接多功能卡(1)的输入端连接，电源(7)通过直流电源电缆分别与多功能卡(1)、控制电路(2)、微波扫描信号发生器(3)和检测电路(6)连接。
2.如权利要求1所述的基于电磁波谐振腔的植物水分精密检测装置，其特征在于还有USB接口(8)和电源插口(9)，分别与机箱(10)的外背板固定连接USB接口(8)的输入端与多功能卡(1)的输出端连接，输出端与计算机连接；电源插口(9)与电源(7)连接。
专利摘要本实用新型涉及一种植物水分的检测装置。本实用新型所述的基于电磁波谐振腔的植物水分精密检测装置由发射系统、谐振腔、接收系统、接口电路、计算机等部件组成。发射系统由扫频电路、控制电路、多功能卡和接口电路组成；谐振腔为圆柱形金属由两个等体积的半圆柱组成，并且中间开孔；接口电路分别用于将计算机与发射系统和接收系统连接；接收系统由检波电路、放大电路、多功能卡和接口电路组成；计算机为普通PC机。本装置使用方便、易调整、免维护，能快速和精密地诊断植物的水分。
文档编号G01N23/00GK2919244SQ20062001962
公开日2007年7月4日 申请日期2006年6月19日 优先权日2006年6月19日
发明者王立为, 黄铭, 王威廉, 杨晶晶, 辜晓如 申请人:王立为, 云南大学