CN103063301B - 一种植物叶片三维光分布的检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植物叶片三维光分布的检测装置及方法，装置包括用于承载待测样品的试样台；用于向待测样品发射探测光的光源系统；以及用于接收、处理来自待测样品的反射光和/或透射光的检测系统，所述试样台包括台架以及设置在该台架上用于承载待测样品的实验平台，该实验平台中部带有透光区域；所述检测系统至少包括：一位于实验平台上方用于检测待测样品反射光的反射接收探头；一位于所述透光区域下方用于检测待测样品透射光的透射接收探头。本发明装置和方法可以单一对样品做三维分布的漫反射实验，也可以单一对样品做三维分布的透射实验，也可以同时对样品做三维分布的漫反射和透射的实验，解决了现有仪器不能反射和透射同时做的问题。

Description

一种植物叶片三维光分布的检测装置及方法

技术领域

本发明涉及植物叶片光谱检测技术领域，具体涉及一种植物叶片三维光分布的检测装置及方法。

背景技术

植物叶片在光的照射下，会在叶片的上表面产生反射光和透过叶片上表皮、叶肉组织、下表皮等在叶片的下表面产生透射光(如图1所示)。叶片上表面反射光在叶片上部空间分布并不是均匀分布的，透射也不是均匀分布。

从400nm至2500nm的光谱范围，可以分为三个部分：在400-800nm的可见光特点是光合色素的吸收光的能力较强，近红外区域(800-1100nm)的吸收受限于干物质，然而却是多级散射出现的区域，原因是叶片中间结构有许多的细小空气部分推动反射和透射水平；在1100-2500nm中红外区域也有强烈的吸收，主要是在鲜叶区的水区，其次是枯萎叶子的干物质。

因此，不同的光入射到叶片的角度和光离开叶片表面的角度经过实验研究发现这些带有角度的不同波长的出射光包含大量的叶片的生物量和叶片结构的信息量。已有许多的论文着眼于利用植物叶片的这种光的二向反射特性来研究植物叶片的光学特性。植物叶片漫反射分布装置伴随研究而逐渐出现。

传统的检测装置和检测方法只有一只探测器对物体进行探测，得到两维空间光分布不能满足对漫反射体空间光分布的测量需要。

针对这种传统装置和方法的不足，专利号为ZL96239489.0的中国发明专利文献公开了一种漫反射体三位空间光分布的测量装置，涉及对漫反射物体特性的测量，特别是用于遥感技术领域中对地物叶面三维空间光分布进行测量，该装置由转盘、探测架、光源架、开关、探测器、光源、计算机等组成。它有不同的入射角、探测角、方位角，不同的波段要求实现对被测物体在半球形范围内的三维空间光分布的透过和反射测量。

该装置虽设计精巧，但其不能够实现在不移动样品(样品测量过程位置不发生变化)情况下，实现光源光斑在叶片上的移动，测量不同位置处的样品反射光、透射光的分布。不能根据叶片的大小对入射光斑的大小做出改变，同时，该装置最大的缺点在于不能同时测量同一叶片的反射光和透射光。

其它的设备等也存在波段单一、测量时间较长等问题。因此传统的植物叶片漫反射分布装置不能准确完整地获取叶片的二向反射数据。

发明内容

本发明提供了一种植物叶片三维光分布的检测装置及方法，能同时检测植物叶片表面的反射光光谱和透射光光谱。

一种植物叶片三维光分布的检测装置，包括用于承载待测样品的试样台；用于向待测样品发射探测光的光源系统；以及用于接收、处理来自待测样品的反射光和/或透射光的检测系统，所述试样台包括台架以及设置在该台架上用于承载待测样品的实验平台，该实验平台中部带有透光区域；所述检测系统至少包括：一位于实验平台上方用于检测待测样品反射光的反射接收探头；一位于所述透光区域下方用于检测待测样品透射光的透射接收探头。

检测时，光斑入射到植物叶片上，由植物叶片反射的光谱由反射接收探头接收，透过植物叶片的透射光谱由透射接收探头接收，实现待测植物叶片表面的反射光光谱和透射光光谱的同时检测。

作为优选，所述台架上轴接有水平布置的旋转盘，该旋转盘上安装有三维移动架，所述实验平台固定在三维移动架顶部。

检测时，将待测植物叶片放置在实验平台上，光源系统发射探测光斑，入射到待测植物叶片上，通过检测系统检测待测植物叶片某一点上半球坐标内的漫反射光，测完待测植物叶片其中一个点的反射光和透射光后，通过旋转盘和三维移动架移动实验平台，从而使入射光斑射入待测植物叶片的其他位点，实现待测植物叶片上多位点的光谱检测，检测过程中不需要移动待测植物叶片，检测精度高。

所述的三维移动架包括依次叠置且相互滑动配合的X轴滑台、Y轴滑台、Z轴滑台及连接固定件：旋转盘通过一板件与X轴滑台相连并通过螺钉固定；X轴滑台通过一板件与Y轴滑台相连，该板件与Y轴滑台通过螺钉固定，与X轴滑台的顶面滑动配合；Y轴滑台通过一板件与Z轴滑台相连，该板件与Z轴滑台通过螺钉固定，与Y轴滑台的顶面滑动配合；在Z轴滑台顶部固定一块安装平板，试验平台通过支撑杆固定在安装平板上。三维移动架中，X轴滑台、Y轴滑台和Z轴滑台还可以按照其他的顺序安装。

旋转盘与三维移动架一起实现测量前的定标、改变光斑在样品表面的位置及改变光源的入射方位角的功能。旋转盘的旋转，改变了样品的方位角，光源固定的情况下，样品方位角的改变相对于样品来说是等价于光源方位角的改变；X轴滑台和Y轴滑台的移动实现在同一平面的X和Y二维的移动，可以改变光源照射叶片的位置，在不移动叶片的情况下，实现了多测量点的转变，使测量的外界条件趋于一致。Z轴滑台的上下移动目的是改变实验平台的高度，在反射校正、投射校正和测量样品时，保证光源入射的表面为同一表面。

旋转盘居于底部，其他X轴、Y轴、Z轴滑台依次安装，可使X轴、Y轴、Z轴三个滑台在移动的过程中改变光源光斑在叶片上的位置但不对旋转盘的作用起干扰。

作为优选，所述台架包括上下布置的上支撑盖板和下底板，上支撑盖板和下底板之间通过立柱支撑；所述旋转盘轴接在下底板上，所述上支撑盖板开有用于避让实验平台的开口区。

立柱优选为4根，材料、形状、尺寸大小、加工精度相同，使整个台架基本不受水平力，只承受自身重力，满足稳定性要求。

作为优选，所述检测系统还包括用于处理所述反射接收探头和透射接收探头信号的光谱仪，以及与所述光谱仪进行数据交互的电脑。

作为优选，所述上支撑盖板的顶面设有绕开口区分布的圆环形轴承座，圆环形轴承座内安装有轴承，所述轴承的上方和下方均立置有固定在所述轴承的轴承轮毂上的弧形固定架，所述反射接收探头和透射接收探头分别安装在对应的弧形固定架上。

所述轴承包括滚珠以及用于安装滚珠且可相对转动的两个轴承环，其中一个轴承环固定在圆环形轴承座内，所述弧形固定架的底脚固定在另一个轴承环上。

轴承也可以采用标准件深沟球轴承，直接将深沟球轴承安装在圆环形的轴承座内，上、下两个弧形固定架通过轴承固定在深沟球轴承轮毂上；采用标准化生产的深沟球轴承作为其旋转底座，可保证弧形固定架在工作过程中的稳定性为其提供平稳、精确的定位；通过轴承的转动，带动弧形固定架，改变相应的接收探头的方位角。

作为优选，所述弧形固定架上设有竖直贯通的条形孔，该条形孔沿弧形固定架自身所确定的弧线延伸，所述弧形固定架上套设有与弧形固定架滑动配合的探头安装座，所述反射接收探头和透射接收探头固定在对应的探头安装上，且其信号接收端穿过对应的条形孔后朝实验平台方向伸出。

更优选地，所述探头安装座上设有保持对应的接收探头位置固定的锁紧部件，通过使探头安装座在弧形固定架上的滑动改变相应的接收探头的天顶角，移动到位后用锁紧部件锁紧，防止相应的接收探头晃动。

作为优选，所述光源系统包括在光路上依次布置的光源、以及用于调节光斑的第一透镜组和第二透镜组，其中所述第二透镜组通过支撑壳架设在所述实验平台上方，第二透镜组的光线出射端朝向实验平台设置，所述第二透镜组处设置有光圈。

作为优选，所述上支撑盖板的顶面铰接有光源摇杆，所述第二透镜组通过支撑壳安装在该光源摇杆上；所述上支撑盖板的顶面固定有导向架，该导向架上设有半圆弧形的导向槽，所述光源摇杆与上支撑盖板的铰接部位处在导向槽的圆心部位，光源摇杆上固定与导向槽配合的导向件。

更优选，所述导向件为能够保持光源摇杆角度的蝶形螺母。

作为优选，所述光源摇杆包括：与所述上支撑盖板的顶面铰接的固定段，活动插接在所述固定段顶端的活动段，用于将固定段和活动段相对锁紧的锁定机构；所述固定段铰接在所述圆环形轴承座的外部，所述活动段顶部带有朝实验平台延伸的水平折弯部，所述第二透镜组通过支撑壳固定在水平折弯部上。

本发明检测装置的各部件均需要氧化发黑处理。本发明的装置实现在球面坐标系下对待测植物叶片表面各个位点的反射光和透射光的全面检测，入射光源入射到固定于实验平台上的样品，经其上表面反射到样品上半球空间，由反射接收探头接收，由样品透射的透射光由透射接收探头接收，经过一定顺序的移动接收探头，可实现样品的反射光光谱和透射光光谱值在球面坐标系下的全面接收。

光源摇杆的摆动实现光源在球面坐标系下的天顶角的变化；旋转盘的旋转，改变了样品的方位角，光源固定的情况下，样品方位角的改变相对于样品来说是等价于光源方位角的改变；反射接收探头和透射接收探头通过探头安装座安装在对应的弧形固定架上，对应的探头安装座在弧形固定架上滑动实现对应的接收探头天顶角的改变，轴承带动弧形固定架的旋转实现反射接收探头和透射接收探头的方位角的改变；利用两个接收探头有序的移动，实现快速检测、接收样品所有位置处在球面坐标系内的反射光和透射光。

待测叶片的一个点检测完毕后，通过三维移动架改变待测植物叶片表面的检测位点，检测过程中不移动待测植物叶片，但实现待测植物样品多位点的反射光和透射光光谱检测。

本发明还提供了一种利用所述检测装置进行植物叶片三维光分布的检测方法，包括：

对所述检测系统进行基准校正后，将待测植物叶片放置在实验平台上，通过光源系统将入射光斑射入待测植物叶片的表面的其中一个点，通过反射接收探头检测植物叶片该点上半球坐标系中的反射光光谱，通过透射接收探头检测植物叶片该点下半球坐标系中的透射光光谱，该点检测完成后，通过旋转盘和三维移动架移动待测植物叶片的检测点位置，再检测待测植物叶片上表面上其他点处的反射光光谱和透射光光谱。

检测光的波段为350nm～1050nm。

本发明的有益效果：

本发明以现有的光谱仪作为检测装置，精度比较高；旋转盘和三维移动架采用高精度的滑台和转台机构，精度较高，旋转采用轴承克服了采用其他机构稳定性不好的问题。台架的精度较高，光源的光强度可以调整、对不同样品的适应性强。同时本装置可以单一对样品做三维分布的漫反射实验，也可以单一对样品做三维分布的透射实验，也可以同时对样品做三维分布的漫反射和透射的实验，解决了现有仪器不能反射和透射同时做的问题。

附图说明

图1是样品散射的球面坐标示意图。

图2是本发明检测装置的结构示意图。

图3是本发明检测装置另一角度的结构示意图。

图4是本发明旋转盘和三维移动架的配合结构示意图。

图5是图4所示的A向视图。

图6是三维移动架中X轴滑台的结构示意图。

图7是本发明试样台的结构示意图。

图8是本发明光源系统的结构示意图。

具体实施方式

如图2～8所示，一种植物叶片三维光分布的检测装置，包括试样台、光源系统和检测系统。

如图7所示，试样台包括台架和通过相关机构安装在台架上的实验平台7，台架包括下底板3、上支撑盖板5和立柱2，下底板3和上支撑盖板5均为铝合金的正方形板，在下底板3的底面四角处各安装一个脚轮1，立柱2为形状、尺寸一致的四根，且四根立柱2的上、下底面(即与下底板3和上支撑盖板5接触的面)都较大，通过四根立柱确定上支撑盖板5的平面，在上支撑盖板5的中心设有圆形的开口区。

如图2、4、5和7所示，试验平台7通过旋转盘21和三维移动架4安装在下底板3上，实验平台7中心设有透光区域，旋转盘21轴接安装在下底板3上，旋转盘21上方安装三维移动架4，三维移动架4包括由下至上依次叠置且相互滑动配合的X轴滑台401、Y轴滑台402和Z轴滑台403，在Z轴滑台403的顶部固定一个圆形的安装平板404，在安装平板404的边缘处固定一根支撑杆405，实验平台7固定在支撑杆405的顶端，实验平台7、安装平板404和旋转盘21三者的圆心同心。

如图4所示，旋转盘21通过一板件与下底板3相连，该板件与下底板3通过螺钉固定，旋转盘21与该板件轴接，旋转盘21通过另一板件与X轴滑台401相连，该板件与旋转盘21及X轴滑台401之间均用螺钉固定；X轴滑台401与Y轴滑台402之间也通过一板件相连，该板件与Y轴滑台402之间用螺钉固定，而与X轴滑台401滑动配合；Y轴滑台402与Z轴滑台403之间也通过一板件相连，该板件与Z轴滑台403之间通过螺钉固定，而与Y轴滑台402滑动配合。

X轴滑台401、Y轴滑台402和Z轴滑台403均采用丝杆驱动，X轴滑台401的结构如图6所示，包括盒体401a、位于盒体401a内的传动部件丝杆401b、安装在盒体401a外用于驱动丝杆401b运动的手轮401e和盒体401a上沿的滑轨401d，相应的滑台的盒体底部的板件401c上设置与滑轨401d配合的滑槽，通过手轮401e驱动丝杆401b运动，从而带动相应滑台的运动。Y轴滑台402和X轴滑台401的结构一致，Z轴滑台403的结构与X轴滑台401的结构类似。就该三维移动架4本身而言可以采用现有技术来实现，只要能够实现三维方向的移动即可。

如图2所示，检测系统包括两台光谱仪(第一光谱仪10-1和第二光谱仪10-2)、一台与光谱仪进行数据交换的电脑、分别与两台光谱仪(第一光谱仪10-1和第二光谱仪10-2)相连的两个接收探头(反射接收探头11和透射接收探头22)及两个接收探头的固定机构，本实施方式中，光谱仪采用QE65000光谱仪。电脑部分图中为示出。

在上支撑盖板5的开口区，绕开口区边缘固定一个圆环形轴承座6，在圆环形轴承座6内安装一个轴承9，圆环形轴承座6、轴承9的圆心与旋转盘21的圆形同心，本实施方式中，轴承9采用标准件深沟球轴承，在轴承9上方立置一个第一弧形固定架12，在轴承9的下方立置一个第二弧形固定架23，第一弧形固定架12和第二弧形固定架23的底端通过轴承轮毂8固定在轴承9上，第一弧形固定架12和第二弧形固定架23与轴承轮毂8的固定处与轴承9的圆心在同一直线上，本实施方式中，第一弧形固定架12和第二弧形固定架23均采用四分之一圆弧，反射接收探头11安装在第一弧形固定架12上，投射接收探头22安装在第二弧形固定架23上。

第一弧形固定架12上有竖直贯通的条形孔，该条形孔沿第一弧形固定架12自身所确定的弧线方向延伸，在第一弧形固定架12上滑动套设安装一个探头安装座13，反射接收探头11安装座在探头安装座13上且其信号接收端穿过条形孔后朝实验平台7方向伸出。

探头安装座13与第一弧形固定架12滑动配合，在探头安装座13上设有保持反射接收探头11位置的锁紧机构，反射接收探头11通过光纤与第一光谱仪10-1连接，光谱仪与电脑之间通过数据传输线连接。

如图3所示，投射接收探头22通过第二弧形固定架23安装在轴承9的下方，其安装方式与反射接收探头11在第一弧形固定架12上的安装方式相同，检测时其工作方式也相同。

如图2和图8所示，光源系统包括光源20和光源光斑调节装置19，光源1为卤素灯，光源光斑调节装置19如图8所示，包括入射端的第一透镜组、出射端的第二透镜组、光圈和相应的壳体结构。

第一透镜组包括第一平凸透镜1901、设置在第一平凸透镜1901前方的第二平凸透镜1902和相应的支撑壳体，在第二平凸透镜1902前方设置第一光纤端头1903，第二透镜组包括第三平凸透镜1905和位于第三平凸透镜1905前方的第四平凸透镜1907，在第三平凸透镜1905和第四平凸透镜1907中间设置光圈1906，第三平凸透镜1905的后方为第二光纤端头1904，第一光纤端头1903和第二光纤端头1904之间通过光纤连接。此处所说的前方、后方是以光路方向为准。

光源1和第一透镜组安装在黑箱(图中未示出)内，位于台架一侧，第二透镜组通过相应的支撑壳14架设在实验平台7的上方。

如图2所示，在上支撑盖板5的顶面且位于圆环形轴承座6一侧，铰接一根光源摇杆16，光源摇杆16的底部通过两套小轴承18与上支撑盖板5的顶面铰接，在光源摇杆16的顶部带有朝实验平台7延伸的水平折弯部，该水平折弯部构成光源固定架15，第二透镜组通过支撑壳14固定在光源固定架15上。

光源摇杆16还可以设置为长度可调式，即光源摇杆16包括固定段、活动插接在固定段中的活动段及将固定段和活动段相对锁紧的锁定机构，活动段顶部带有朝实验平台7延伸的水平折弯部，该水平折弯部构成光源固定架15，第二透镜组通过支撑壳14固定在光源固定架15上。

在上支撑盖板5的顶面固定有导向架17，导向架17为半圆弧型，两端底部各通过一个底座固定在上支撑盖板5上，该导向架17上设有半圆弧形的导向槽，光源摇杆16与上支撑盖板5的铰接部位处在导向槽的圆心部位，光源摇杆16上固定有与导向槽配合的导向件，该导向件为蝶形螺母。

本实施方式的装置为了保证测量过程需要获得测量点的准确信息，使光源摇杆16和2个接收探头都处在竖直位置时，2个接收探头的光纤端头圆柱中心轴线A和B、圆环形轴承座6的中心轴线C、轴承9的中心轴线D及旋转盘21中心轴E线都是同一条竖直线。第一弧形固定架12、第二弧形固定架23和导向架17上半圆弧形导向槽的中心轴线处在同一平面，且该平面与实验平台7平面是同一平面。

第一弧形固定架12和第二弧形固定架23的圆弧形状、大小尺寸相同，固定于同一轴承9上，两者相距180°，两弧形固定架的圆心轴线重合，且与实验平台7的台面处在同一平面，满足反射和透射实验同时做的实验要求，两者相距180°布置，便于操作。

实施例1

检测植物叶片多位点三维光分布的检测步骤：

1、打开卤素灯光源20电源，将叶片固定值实验平台7上，移动光源摇杆16至测量天顶角φ_i＝0°值，并利用蝶形螺母固定其位置，调节第二透镜组到实验平台7位置，调节光圈1906进而调节光源光斑24的强度的均匀性。从实验平台7移出叶片并低温保存叶片，用QE65000数据线连接QE65000光谱仪10-1，QE65000光谱仪10-2，至电脑使其处于工作状态，用30分钟的时间使光源系统和光谱仪系统处于稳定工作状态。

2、在电脑软件上设置光源入射角度是(φ_i＝0°，Ψ_i＝0°)，同时设置反射接收探头11的检测方向初始位置(φ_1s始＝0°，Ψ_1s始＝0°)，透射接收探头22检测方向初始位置(φ_2s始＝0°，Ψ_2s始＝180°)

3、调整Z轴滑台403使实验平台7处在高度最低点，将标准白板放置在步骤1中叶片在实验平台7上的放置位置，并记录标准白板上表面的高度H(标准白板上表面距离下底板3上表面的高度)。

4、光源的位置不变，顺时针方向以5°为间隔，移动探头安装座13改变反射接收探头11的球面坐标系下的天顶角φ_s，以5°为间隔，旋转轴承9改变反射接收探头11在球面坐标系下的方位角Ψ_s，具体操作：在轴承9的位置不变的情况下，以5度为间隔顺时针旋转反射接收探头11，改变反射接收探头11的方位角，每改变一次反射接收探头11的位置，QE65000光谱仪记录包含其位置信息(φ_s，Ψ_s)值的光谱反射值。旋转范围是0°-70°，共旋转15次。15次旋转完毕后，将反射接收探头11复位。然后以5度为间隔顺时针旋转轴承9。每改变轴承9位置一次，重复上述反射接收探头11的0°-70°范围内的顺时针旋转。轴承9共旋转72次。

5、在反射接收探头11处于初始位置下，旋转旋转盘21，顺时针方向以5°为间隔改变叶片与光源光斑的位置至全圆360°72次，对于每次旋转盘21的5°旋转，相当于光斑光源的方位角按照逆时针方向旋转5°，记录光斑光源的位置为(φ_i+1，Ψ_i+1＝Ψ_i始+5°)，接收探头的改变后的初始位置为(φ_s+1，Ψ_s+1＝Ψ_s始-5°)，在改光源和接受探头的新初始位置下，软件记录该初始位置的值，并重复步骤4，记录观测数据。并将接收探头11初始位置复至原始位置。

6、顺时针以5°为间隔，通过摇动光源摇杆16，改变光斑光源的入射天顶角φ_i的位置，每移动5°记录光斑光源的位置为(φ_i+1＝φ_i+5°，Ψ_i＝0)，重复4、5步骤的操作，并记录有方位角的观测数据，完成反射光的标准校正。

7、移出标准白板，将叶片固定于步骤1中叶片固定位置，调整Z轴滑台403使透过率60％左右的石英器皿上表面距离下底板3的上表面的高度为H，并记录透过率60％左右的石英器皿上表面的高度。

8、将反射接收探头11换成透射接收探头22，将QE65000光谱仪10-1换成将QE65000光谱仪10-2，重复步骤4、步骤5、步骤6、步骤7完成对光源透射光的标准校正。

9、将叶片放置到移出前的高度。

10、反射接收探头和透射接收探头同时移动，重复上述步骤4、步骤5、步骤6，并将采集到的反射光由QE65000光谱仪1采集，记录于电脑；采集到的透射光由QE65000光谱仪2采集，记录于电脑。至此植物叶片的漫反射光和透射光已全部采集。

11、移动X轴滑台401和Y轴滑台402改变光斑在植物叶片上的入射位置，重复上述步骤1～10，完成多位点的光谱全盘检测。

注意：布置叶片时应尽量避免入射光斑照射到植物叶片的主叶脉，对于叶脉平行的叶片应使入射光与中叶脉平行。

实施例2

检测植物叶片三维光分布的检测步骤：

1、重复实施例1中的步骤1、步骤2、步骤3、步骤4、步骤5、步骤6、步骤7。

2、重复实施例1中的步骤4、步骤5、步骤6，采集到的光由QE65000光谱仪10-1采集并记录于电脑。

实施例3

检测植物叶片三维透射光分布的检测步骤：

1、重复实施例1中的步骤1、步骤2、

2、在电脑软件设置光源入射角度是(φ_i，Ψ_i＝0)，同时设置检测系统透射接收圆弧上接收探头检测方向初始位置(φ_2s始，Ψ_2s始)

3、调整Z轴简易滑台24使实验平台7处在高度最低点，将透过率60％的石英器皿放置1步骤叶片在实验平台7上的放置位置，并设置和记录透过率60％的石英器皿上表面的高度H。

4、重复实施例1中的步骤4、步骤5、步骤6。

移出透过率60％的石英器皿，将叶片固定于1步骤叶片固定位置，调整Z轴简易滑台24使叶片上表面高度与透过率60％的石英器皿上表面记录的高度一致。对应于透过率60％的石英器皿的测量的角度位置，重复重复实施例1中的步骤4、步骤5和步骤6的操作方法，至此完成透射光的测量。

Claims (6)

1.一种植物叶片三维光分布的检测装置，包括用于承载待测样品的试样台；用于向待测样品发射探测光的光源系统；以及用于接收、处理来自待测样品的反射光和/或透射光的检测系统，其特征在于，所述试样台包括台架以及设置在该台架上用于承载待测样品的实验平台，该实验平台中部带有透光区域；

所述检测系统至少包括：

一位于实验平台上方用于检测待测样品反射光的反射接收探头；

一位于所述透光区域下方用于检测待测样品透射光的透射接收探头

所述台架上轴接有水平布置的旋转盘，该旋转盘上安装有三维移动架，所述实验平台固定在三维移动架顶部；

所述台架包括上下布置的上支撑盖板和下底板，上支撑盖板和下底板之间通过立柱支撑；所述旋转盘轴接在下底板上，所述上支撑盖板开有用于避让实验平台的开口区；

所述检测系统还包括用于处理所述反射接收探头和透射接收探头信号的光谱仪，以及与所述光谱仪进行数据交互的电脑；

所述上支撑盖板的顶面设有绕开口区分布的圆环形轴承座，圆环形轴承座内安装有轴承，所述轴承的上方和下方均立置有固定在所述轴承的轴承轮毂上的弧形固定架，所述反射接收探头和透射接收探头分别安装在对应的弧形固定架上。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述弧形固定架上设有竖直贯通的条形孔，该条形孔沿弧形固定架自身所确定的弧线延伸，所述弧形固定架上套设有与弧形固定架滑动配合的探头安装座，所述反射接收探头和透射接收探头固定在对应的探头安装上，且其信号接收端穿过对应的条形孔后朝实验平台方向伸出。

3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述光源系统包括在光路上依次布置的光源、以及用于调节光斑的第一透镜组和第二透镜组，其中所述第二透镜组通过支撑壳架设在所述实验平台上方，第二透镜组的光线出射端朝向实验平台设置，所述第二透镜组处设置有光圈。

4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述上支撑盖板的顶面铰接有光源摇杆，所述第二透镜组通过支撑壳安装在该光源摇杆上；

所述上支撑盖板的顶面固定有导向架，该导向架上设有半圆弧形的导向槽，所述光源摇杆与上支撑盖板的铰接部位处在导向槽的圆心部位，光源摇杆上固定与导向槽配合的导向件。

5.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，所述光源摇杆包括：

与所述上支撑盖板的顶面铰接的固定段，

活动插接在所述固定段顶端的活动段，

用于将固定段和活动段相对锁紧的锁定机构；

所述固定段铰接在所述圆环形轴承座的外部，所述活动段顶部带有朝实验平台延伸的水平折弯部，所述第二透镜组通过支撑壳固定在水平折弯部上。

6.一种利用权利要求1所述检测装置进行植物叶片三维光分布的检测方法，其特征在于，包括：

对所述检测系统进行基准校正后，将待测植物叶片放置在实验平台上，通过光源系统将入射光斑射入待测植物叶片的表面的其中一个点，通过反射接收探头检测植物叶片该点上半球坐标系中的反射光光谱，通过透射接收探头检测植物叶片该点下半球坐标系中的透射光光谱，该点检测完成后，通过旋转盘和三维移动架移动待测植物叶片的检测点位置，再检测待测植物叶片上表面上其他点处的反射光光谱和透射光光谱。