一种多参数植物生长状态检测仪的制作方法

本实用新型涉及植物检测领域，尤其涉及一种多参数植物生长状态检测仪。

背景技术：

目前，农业领域应用的检测设备主要是针对单一参量进行检测。这种检测设备只能对植物生长所需的一种生长状态参量进行测量，难以对植物的实际生长状况做出详细的判断，同时，测量过程中会对植物产生损伤，使得长期的跟踪测量难以为继，且测得的数据需要利用人力进行分类、存储和分析，工作量大，时效性较差，难以适应农业信息化时代的要求。

植物的叶绿素测定仪通过不同波长范围的光电器件接收携带植物生长信息的光信号，利用采集得到的信号计算得出植物的叶绿素含量，但是叶绿素测定仪不能对植物生长所需的水分等其他生长因素进行检测；植物叶片水分检测仪能够对植物叶片的水分进行检测，但是不能检测其他植物的生长要素。在对大面积的植物进行生长状况检测时，需要多种仪器的配合，费时费力，不能满足农业信息化时代的需要。

因此，设计可以实时多参量监测植物的多参数植物生长状态检测仪，对于农业经济的发展具有重大意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种多参数植物生长状态检测仪，以解决上述技术问题，为实现上述目的本实用新型采用以下技术方案：

一种多参数植物生长状态检测仪，包括信号采集装置和控制装置，信号采集装置分为叶绿素信号采集箱和水分信号采集箱两个信号采集箱，控制装置中内置叶绿素信号处理电路和水分信号处理电路，信号采集装置将信号送至控制装置进行处理。

在上述技术方案基础上，所述叶绿素信号采集箱包括460nmLED激发光源、固定架、滤光片、硅光电池、圆孔及箱体，在箱体中心处留有直径5cm 的圆孔，在圆孔外侧粘贴固定架，460nm LED激发光源固定在箱体的右上方，调整方向使460nm LED激发光源以45°入射角照射圆孔，将硅光电池固定在箱体左上方，硅光电池平面对准圆孔，在硅光电池前放置680nm带通滤光片。

在上述技术方案基础上，所述水分信号采集箱包括980nmLED激发光源、 1450nmLED激发光源、橡胶密封圈、铟镓砷光电二极管、硅光电池、固定架、圆孔、箱体A及箱体B，水分信号采集箱由箱体A、箱体B两个尺寸相同的箱体组成，在箱体A的左侧固定1450nmLED激发光源和980nm LED激发光源，在右侧中心位置打直径为5cm的圆孔，在圆孔外侧粘贴固定架，调节两个LED 激发光源的出射方向使其光路在圆孔的中心位置交汇，在箱体B的左侧中心位置打直径为5cm的圆孔，在右侧固定硅光电池和铟镓砷光电二极管，箱体 A和箱体B以两个圆孔为中心对齐时，1450nmLED激发光源和980nm LED激发光源的出射光穿过圆孔的中心后分别被硅光电池和铟镓砷光电二极管所采集。

在上述技术方案基础上，所述叶绿素信号处理电路中通过设置滤波电容 C1、滤波电容C2及电阻R1进行滤波并除去干扰信号，通过设置运算放大器 AD620AN，利用两级放大电路，实现增益的精确调控。

在上述技术方案基础上，所述水分信号处理电路中通过光电二极管进行信号采集，设置AD620AN运算放大器进行信号放大处理，同时通过设置滤波电容和电阻滤出干扰信号，从而输出稳定精准的信号，通过设置连接器进行模块电路连接。

本发明提供一种多参数植物生长状态检测仪，实时性高，可以综合检测与植物生长状态相关的多个参量，操作简单，且对植物没有损伤，能够实现长期跟踪测量，可解决现有检测设备检测参量单一、操作复杂、所需仪器多样且所测数据难以统计的缺陷。

附图说明

图1为叶绿素信号采集箱的结构示意图。

图2为水分信号采集箱的结构示意图。

图3为叶绿素信号处理电路图。

图4为水分信号处理电路图。

图中：1-460nmLED；激发光源；2-固定架；3-滤光片；4-硅光电池；5-圆孔； 6-箱体；7-980nmLED激发光源；8-1450nmLED激发光源；9-橡胶密封圈；10- 铟镓砷光电二极管；11-箱体A；12-箱体B。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细阐述。

一种多参数植物生长状态检测仪，包括信号采集装置和控制装置，信号采集装置分为叶绿素信号采集箱和水分信号采集箱两个信号采集箱，控制装置中内置叶绿素信号处理电路和水分信号处理电路，信号采集装置将信号送至控制装置进行处理。

所述叶绿素信号采集箱包括460nmLED激发光源1、固定架2、滤光片3、硅光电池4、圆孔5及箱体6，在箱体6方中心处留有直径5cm的圆孔5，在圆孔5外侧粘贴固定架2，460nm LED激发光源1固定在箱体6的右上方，调整方向使460nm LED激发光源1以45°入射角照射圆孔5，将硅光电池4固定在箱体6左上方，硅光电池4平面对准圆孔5，在硅光电池4前放置680nm 带通滤光片3。

所述水分信号采集箱包括980nmLED激发光源7、1450nmLED激发光源8、橡胶密封圈9、铟镓砷光电二极管10、硅光电池4、固定架2、圆孔5、箱体A11及箱体B12，水分信号采集箱由箱体A11、箱体B12两个尺寸相同的箱体6组成，在箱体A11的左侧固定1450nmLED激发光源7和980nm LED激发光源8，在右侧中心位置打直径为5cm的圆孔5，在圆孔5外侧粘贴固定架2，调节两个LED激发光源的出射方向使其光路在圆孔5的中心位置交汇；在箱体B12的左侧中心位置打直径为5cm的圆孔5，在右侧固定硅光电池4和铟镓砷光电二极管10，箱体A11和箱体B12以两个圆孔为中心对齐时， 1450nmLED激发光源7和980nm LED激发光源8的出射光穿过圆孔5的中心后分别被硅光电池4和铟镓砷光电二极管10所采集。

所述叶绿素信号处理电路中通过设置滤波电容C1、滤波电容C2及电阻 R1进行滤波并除去干扰信号，通过设置运算放大器AD620AN，利用两级放大电路，实现增益的精确调控。

所述水分信号处理电路中通过光电二极管进行信号采集，设置AD620AN 运算放大器进行信号放大处理，同时通过设置滤波电容和电阻滤出干扰信号，从而输出稳定精准的信号，通过设置连接器进行模块电路连接。

本实用新型设计的检测仪进行叶绿素数据采集前，将植物叶片放置到圆孔处并用固定架固定，用黑色塑料板从植物叶片下方将其压在密封箱上，固定塑料板，防止外界光线的影响。进行数据采集时，激发光源以45°入射角照射植物叶片，植物发出的荧光以与水平呈45°方向出射，经过滤光片后照射硅光电池，硅光电池将光信号转化为电信号后传输给信号处理模块；进行水分数据采集时，将两个密封箱对齐，用橡胶密封圈密封以形成暗室，用单片机控制LED激发光源的亮灭，采集无叶片时的光信号，将此信号作为固定值存储在单片机中，方便后续计算；随后将叶片放置到圆孔处并用固定架固定，将两个密封箱对齐，用橡胶密封圈密封，形成暗室，用单片机控制LED 激发光源的亮灭，采集有叶片时的光信号，光电传感器将采集到的光信号转化为电信号后传输给信号处理模块。

以上所述为本实用新型较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，在不脱离本实用新型的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围之内。