CN103090803A - 一种植物茎秆直径测量装置 - Google Patents

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邱兆美
张昆
贾海波
张伏
王俊
赵龙
邓桂扬
毛鹏军
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    • G—PHYSICS
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    • G01B11/08—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/0035—Measuring of dimensions of trees

Abstract

本发明涉及农业工程领域，尤其是一种植物茎秆直径测量装置。该测量装置包括支架、光源以及光敏电阻，支架包括围壁和活门，围壁与活门共同围成供待测植物的茎秆从活门进入的测量孔；光源与光敏电阻互相对置的装配在支架上并位于测量孔的两侧，光敏电阻通过A/D转换装置连接有显示屏；使用时，首先打开活门，将待测植物的茎秆沿径向置于测量孔内并保持植物茎秆与支架之间具有一定的距离，然后合上活门，打开光源，光源的光通过茎秆与支架之间的缝隙到达光敏电阻表面，从而使得到达光敏电阻的光照区域有所不同，光敏电阻输出相应的不同阻值，经过A/D转换装置转换后则直接在显示屏上显示植物茎秆的直径，测量过程保证了精度且可避免损害茎秆。

Description

一种植物茎秆直径测量装置
技术领域
本发明涉及农业工程领域，尤其是一种植物茎秆直径测量装置。
背景技术
在农业生产中，需要依据植物的生长状况来控制灌溉、施肥、病虫害防治等措施。传统农业生产主要依靠人眼观察，以生产者的经验判定植物生长状况，这样得到的数据准确性会因人而异并且不准确，常常会导致水分和肥料的浪费或者灌溉、施肥不及时的情况，最终影响作物产量。现代农业中采用各种传感器来感知植物的生长状况，由于植物生长情况不能直接测量，而是通过间接地测量出能够表征这些变化的指标来监测植物生长状况。而植物茎秆直径作为表征植物的生长状况的一个重要指标日益受到研究者的重视。
目前对植物茎秆直径的测量装置主要有游标卡尺、接触式线性位移传感器和计算机视觉图像处理技术。三者中游标卡尺测量的精度不高，且不能自动监测；接触式线型位移传感器测量时需要对植物施加一个适当的预紧力，这个预紧力的存在影响植物的正常生长；计算机视觉图像处理技术的测量结果精度低，并且存在成本过高的缺陷。鉴于以上原因，有必要提供一种测量精度高，并且能对植物茎秆直径无损测量的新型植物茎秆直径传感器测量装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测量精度高并且能对植物茎秆直径无损测量的植物茎秆直径测量装置。
为了解决上述问题，本发明的植物茎秆直径测量装置采用以下技术方案：植物茎秆直径测量装置，包括支架、光源以及光敏电阻，支架包括围壁和活门，围壁与活门共同围成供待测植物的茎秆从活门进入的测量孔；光源与光敏电阻互相对置的装配在支架上并位于测量孔的两侧，光敏电阻通过A/D转换装置连接有显示屏。
支架上装配有水平仪。
所述光敏电阻为线式光敏电阻。
所述光源为沿直线分布的LED光源，LED光源形成的直线与线式光敏电阻形成的直线互相平行。
支架上装配有与光源和显示屏连接的电源。
活门与支架之间设有门锁。
支架的顶部设有用于遮挡外界杂光的遮光片。
所述遮光片有两个以上，并且每个遮光片均形成可靠近和远离待测植物的推拉门结构。
由于本发明的植物茎秆直径测量装置具有所述支架、光源以及光敏电阻，并且支架的围壁与活门共同围成供待测植物的茎秆从活门进入的测量孔，光源与光敏电阻互相对置的装配在支架上并位于测量孔的两侧，光敏电阻通过A/D转换装置连接有显示屏；因此，在使用时，可首先打开活门，将待测植物的茎秆沿径向置于测量孔内并保持植物茎秆与支架之间具有一定的距离，从而避免茎秆与支架接触而损伤，然后合上活门，打开光源，则光源的光通过茎秆与支架之间的缝隙到达光敏电阻表面，从而使得到达光敏电阻的光照区域有所不同，光敏电阻输出相应的不同阻值，经过A/D转换装置转换后则直接在显示屏上显示植物茎秆的直径，整个测量过程中，测量装置与被测植物茎秆不接触，从而可避免的损害，实现了无损测量，通过光敏电阻与光源的配合则保证了测量的精度。
更进一步的，所述水平仪可在测量装置工作时辅助找平，有助于增加测量精度；线式光敏电阻增大了测量装置的量程；采用沿直线分布的LED光源也是为了增大量程；电源有助于测量装置的户外使用；门锁保证了测量装置在工作过程中的可靠性；遮光片可用于遮挡外界的杂光，减少杂光对测量结果的影响；将遮光片设置成推拉门式可方便的进行调节。
附图说明
图1是本发明的植物茎秆直径测量装置的实施例1的结构原理图。
具体实施方式
本发明的植物茎秆直径测量装置的实施例1，如图1所示，包括支架11、光源12以及光敏电阻13。支架11采用箱式结构，包括围壁以及与围壁装配在一起的活门111，活门111与围壁一起围成一个测量孔，本实施例中，活门111位于支架右侧处，当要测量植物茎秆14时，可首先打开活门111，然后再使植物茎秆14沿径向进入到测量孔中，另外，活门111与围壁的相应位置处还装配有门锁，本实施例中，门锁采用固定扣（现有技术，图中未显示），需要时可通过门锁来锁死活门；光源12与光敏电阻13互相对置的装配在支架上并位于测量孔的两侧，本实施例中，光源12位于支架内的前侧处，其具体采用沿直线分布的LED光源，LED光源形成的直线沿左右方向延伸，光敏电阻13位于支架内的后侧处，其具体采用线式光敏电阻，光敏电阻13形成的直线同样沿左右方向延伸并与LED光源形成的直线平行，光敏电阻13通过A/D转换装置连接有显示屏15，本实施例中，显示屏15采用LED屏，使用时，A/D转换装置可将光敏电阻13的阻值转换成植物茎秆14的直径值并通过显示屏15显示；另外，支架上还固定装配有电源，电源可为光源12以及显示屏15提供工作能量，为了防止测试过程中有杂光会影响测试精度，支架11的顶部设有用于遮挡外界杂光的遮光片16，本实施例中，遮光片16有两个（其它实施例中还可以是两个以上），并且每个遮光片16均形成可靠近和远离植物茎秆14的、可沿左右活动的推拉门结构，具体地说，支架11上设有滑槽112，遮光片16的前后两端位于对应的滑槽中，从而形成了所述的推拉门结构；最后，支架11上还固定装配有水平仪17，本实施例中，水平仪17采用水银平衡仪。
在对植物茎秆的直径进行测量时，可首先打开活门，将待测植物的茎秆沿径向置于测量孔内并保持植物茎秆与支架之间具有一定的距离，从而避免茎秆与支架接触而损伤，然后合上活门并通过门锁将其锁死，此时对照水平仪调整侧测量装置的位置以使其保持水平，从而达到与植物茎秆近似垂直的状态，然后移动遮光片使其与植物茎秆尽可能接近，以避免杂光照射影响测量结果，打开光源，则光源的光通过茎秆与支架之间的缝隙到达光敏电阻表面，从而使得到达光敏电阻的光照区域有所不同，光敏电阻输出相应的不同阻值，经过A/D转换装置转换后则直接在显示屏上显示植物茎秆的直径。

Claims (8)

1.植物茎秆直径测量装置，其特征在于，包括支架、光源以及光敏电阻，支架包括围壁和活门，围壁与活门共同围成供待测植物的茎秆从活门进入的测量孔；光源与光敏电阻互相对置的装配在支架上并位于测量孔的两侧，光敏电阻通过A/D转换装置连接有显示屏。
2.根据权利要求1所述的植物茎秆直径测量装置，其特征在于，支架上装配有水平仪。
3.根据权利要求1所述的植物茎秆直径测量装置，其特征在于，所述光敏电阻为线式光敏电阻。
4.根据权利要求3所述的植物茎秆直径测量装置，其特征在于，所述光源为沿直线分布的LED光源，LED光源形成的直线与线式光敏电阻形成的直线互相平行。
5.根据权利要求1所述的植物茎秆直径测量装置，其特征在于，支架上装配有与光源和显示屏连接的电源。
6.根据权利要求1所述的植物茎秆直径测量装置，其特征在于，活门与支架之间设有门锁。
7.根据权利要求1-6任一项所述的植物茎秆直径测量装置，其特征在于，支架的顶部设有用于遮挡外界杂光的遮光片。
8.根据权利要求7所述的植物茎秆直径测量装置，其特征在于，所述遮光片有两个以上，并且每个遮光片均形成可靠近和远离待测植物的推拉门结构。
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