CN105387934B - 冠层内光合有效辐射自动跟踪测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种农业监测装置，具体为冠层内光合有效辐射自动跟踪测量装置，支架由自动跟踪装置控制旋转；冠层外光合有效辐射传感器通过可调节固定转接头安装在支架顶端，四个冠层内线性光合有效辐射传感器通过可调节固定转接头安装支架上，并且位于冠层外光合有效辐射传感器的下方；自动跟踪装置、冠层外光合有效辐射传感器、冠层内线性光合有效辐射传感器分别与测量控制器连接。该测量装置采用单点光合有效辐射和多个线性光合有效辐射传感器，自动测量冠层内外光合有效辐射值，可自动跟踪太阳旋转，可测量出不同方位和高度上的光合有效辐射，得到多点的光合有效辐射值。

Description

冠层内光合有效辐射自动跟踪测量装置
技术领域
本发明涉及一种农业监测装置，具体为冠层内光合有效辐射自动跟踪测量装置。
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。因此，冠层内光合有效辐射的分布规律是农业、生态等领域的重要内容，更是农业水土管理的一项重要技术指标。
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，人工测量的方法测量成本高、测量数据量小，且需要后期人工鉴别数据质量，这种数据测量方法给科学研究和生产应用带来不便。定点在线实时测量装置解决了数据连续观测的难题，但由于太阳高度角和方位角的实时变化，容易对PAR测定数值造成较大差异。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种测量装置，可测量出不同方位和高度上的光合有效辐射数值。
具体技术方案为：
冠层内光合有效辐射自动跟踪测量装置，包括支架、可调节固定转接头、自动跟踪装置、冠层外光合有效辐射传感器和四个冠层内线性光合有效辐射传感器，所述的支架由自动跟踪装置控制旋转；所述的冠层外光合有效辐射传感器通过可调节固定转接头安装在支架顶端，四个冠层内线性光合有效辐射传感器通过可调节固定转接头安装支架上，并且位于冠层外光合有效辐射传感器的下方；所述的自动跟踪装置、冠层外光合有效辐射传感器、冠层内线性光合有效辐射传感器分别与测量控制器连接。
所述的冠层内线性光合有效辐射传感器上均匀分布有个探头。
冠层外光合有效辐射传感器和四个冠层内线性光合有效辐射传感器保证在水平面上获得的光合有效辐射值，具有可参考和对比性。支架在自动跟踪装置的自动控制电机的带动下，随太阳运行轨迹方向旋转，获取不同方位的线性光合有效辐射值。
冠层外光合有效辐射传感器和四个冠层内线性光合有效辐射传感器同步自动测量，消除测量误差和人为误差。四个冠层内线性光合有效辐射传感器可互换性，消除不同高度上的传感器之间误差。
该冠层内光合有效辐射自动跟踪测量装置可以测量出冠层内外光的分布状况，可得出植物冠层结构；进行全天候，多角度、多种类型的植物冠层内外光合有效辐射测量，光分布状况测量，可对植物整个生育期进行测量，反映出不同生长发育的状况；用于冠层内外光合有效辐射来估算植物叶面积指数和透光率。
本发明提供的冠层内光合有效辐射自动跟踪测量装置，采用单点光合有效辐射和多个线性光合有效辐射传感器，自动测量冠层内外光合有效辐射值，可同时测量装置自动跟踪太阳旋转，可测量出不同方位和高度上的光合有效辐射，得到多点的光合有效辐射值，可得出植物冠层内光的分布状况，也可计算出各点的冠层内透光状况，反映出植物冠层结构。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
结合附图说明本发明的具体实施方式。如图1所示，冠层内光合有效辐射自动跟踪测量装置，包括支架1、可调节固定转接头3、自动跟踪装置2、冠层外光合有效辐射传感器4和四个冠层内线性光合有效辐射传感器5，所述的支架1由自动跟踪装置2控制旋转；所述的冠层外光合有效辐射传感器4通过可调节固定转接头3安装在支架1顶端，四个冠层内线性光合有效辐射传感器5通过可调节固定转接头3安装支架1上，并且位于冠层外光合有效辐射传感器4的下方；所述的自动跟踪装置2、冠层外光合有效辐射传感器4、冠层内线性光合有效辐射传感器5分别与测量控制器7连接。
所述的冠层内线性光合有效辐射传感器5上均匀分布有10个探头6。
冠层外光合有效辐射传感器4和四个冠层内线性光合有效辐射传感器5通过可调节固定转接头3来调节高度和水平位置。自动跟踪装置2带动支架1按照设定的轨迹自动旋转，测量控制器7自动记录和存储所有光合有效辐射数据。
冠层外光合有效辐射传感器4安装支架1顶端冠层外无遮挡处，调整致水平，四个冠层内线性光合有效辐射传感器5分别分布在植物体冠层内的不同高度上，朝向南面，且调整各探头6水平。冠层外光合有效辐射传感器4和四个冠层内线性光合有效辐射传感器5以展开方式排列，避免遮挡影响测量读数。
支架1由不锈钢材质制成，材质较轻，方便安装与固定。可调节固定转接头3为铝合金铸件，可固定传感器水平，也可调节传感器上下高度和水平方向。
冠层外光合有效辐射传感器4和四个冠层内线性光合有效辐射传感器5由防腐蚀金属材料制成，探头6上面保护盖为白色四聚氟乙烯材料制成，具有良好光的透过性，带有水平仪，保证测量都在同一个水平面上。每个探头6输出一个光合有效辐射值，输出微电压信号，测量控制器7为12位A/D转化的测量20mV微电压信号，且四个冠层内线性光合有效辐射传感器5同时测量，最快采样频率为1Hz，并自动存储在内部存储器内，可长期保持，断电后不会丢失。
冠层外光合有效辐射传感器4测量冠层上方的光合有效辐射的入射值作为基准值。

Claims (2)

1.冠层内光合有效辐射自动跟踪测量装置，其特征在于，包括支架(1)、可调节固定转接头(3)、自动跟踪装置(2)、冠层外光合有效辐射传感器(4)和四个冠层内线性光合有效辐射传感器(5)，所述的支架(1)由自动跟踪装置(2)控制旋转；所述的冠层外光合有效辐射传感器(4)通过可调节固定转接头(3)安装在支架(1)顶端，四个冠层内线性光合有效辐射传感器(5)通过可调节固定转接头(3)安装支架(1)上，并且位于冠层外光合有效辐射传感器(4)的下方；所述的自动跟踪装置(2)、冠层外光合有效辐射传感器(4)、冠层内线性光合有效辐射传感器(5)分别与测量控制器(7)连接。
2.根据权利要求1所述的冠层内光合有效辐射自动跟踪测量装置，其特征在于，所述的冠层内线性光合有效辐射传感器(5)上均匀分布有10个探头(6)。
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