CN109001154A - 基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统 - Google Patents

基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于种子活力测量领域，具体公开一种基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统，包括：可调谐半导体激光器；开放式光学吸收池，用于形成反射光；N个密封容器，各所述密封容器均具有两相对设置的光透过窗片；当所述密封容器设置在两所述反射镜之间时，所述反射光可透过两所述光透过窗片进入所述密封容器内，并吸收所述特定气体，获得所述特定气体的激光吸收光信号；光电探测装置，用于接收所述激光吸收光信号，并转化为第一电信号；第一微控制器，用于根据所述第一电信号获取所述特定气体的浓度，并判断所述待检测种子的活力等级。本发明采用容置待检测种子的独立的密封容器配合开放式光学吸收池，有助于提高种子活力测量的效率。

Description

基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统
技术领域
本发明属于种子活力检测领域，具体地说，涉及一种基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统。
背景技术
种子活力是种子发芽率、幼苗生长潜势、植株抗逆能力和生产潜力的总和。它能直接反应植株性状的优劣，是评价种子质量的一项重要指标，对农业等相关产业的发展意义重大。如何快速、高效的实现种子活力的检测是相关产业发展所需。
申请号201810453381.7，申请日2018年05月14日的现有技术中国专利申请“基于激光吸收光谱技术的种子活力测量系统及方法”公开了采用激光吸收光谱技术测量种子活力的系统和方法。
该现有技术在使用的时候，存在以下缺陷和不足：
1.该现有技术采用密封的光学吸收池，该光学吸收池同时作为光学反射池和待检测种子容置池，即用于形成光学反射的光学反射池以及用于容置待检测种子的空间，是一个密封整体。为保持密封性，在进行种子活力测量的整个过程中，该密封整体不能打开，不能替换，只能进行同一批种子的测量。而由于种子呼吸作用的微弱，要通过检测种子呼吸相关气体浓度，判断种子活力，是需要在特定密封空间经过相当长时间积累才能检测到相关气体浓度及其变化情况的。该现有技术中，待检测种子容置池和光学反射池合二为一，进而会造成相关气体浓度积累所需时间成为种子活力测量的整个过程被占用浪费，而不能进行有效检测的时间，大大降低了检测效率。同时，该现有技术中，检测种子容置池和光学反射池合二为一，只能在一批待检测种子测量完毕之后，打开密封的光学反射池，更换下一批次种子，然后重复以上操作在进行下一批次的种子活力检测，造成了种子活力测量效率较低，不利于提高种子活力测量的效率。
发明内容
1、要解决的问题
针对现有技术的缺陷和不足，本发明提供一种于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统，它能够利有于提高种子活力测量的效率，继而有利于提高种子活力测量的效率。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统，其中：所述基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统包括：
可调谐半导体激光器，用于提供探测特定气体的可调谐波长激光；
开放式光学吸收池，所述开放式光学吸收池包括两相对设置的反射镜，所述可调谐波长激光可在两所述反射镜反射形成反射光；
N个密封容器，用于容置不同批次的待检测种子，各所述密封容器内的所述待检测种子进行呼吸作用产生所述特定气体，其中：N为大于1的整数；
各所述密封容器均具有两相对设置的光透过窗片；
当所述密封容器设置在两所述反射镜之间时，所述反射光可透过两所述光透过窗片进入所述密封容器内，并吸收所述特定气体，获得所述特定气体的激光吸收光信号；
光电探测装置，用于接收所述激光吸收光信号，并转化为第一电信号；
第一微控制器，用于根据所述第一电信号获取所述特定气体的浓度，并判断所述待检测种子的活力等级。
如上所述的基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统，其中，优选的，所述光透过窗片为楔体；
所述楔体的棱垂直所述反射镜的光轴设置；
两所述楔体的顶角相对设置。
如上所述的基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统，其中，优选的，所述密封容器内还设置有滤网；
所述滤网平行两所述光透过窗片的中心的连线设置，且位于两所述光透过窗片的同一侧。
如上所述的基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统，其中，优选的，所述基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统还包括环形导轨；
所述环形导轨包括环形传输带、内环架和外环架；
所述环形传输带水平设置；
所述内环架和所述外环架分别设置在所述环形传输带的内外两相对侧；
各所述密封容器可位于所述环形传输带上，沿所述环形导轨运动；
所述开放式光学吸收池的两反射镜分别设置在所述内环架和外环架上，当所述密封容器沿所述环形传输带运动至两所述反射镜之间时，两所述光透过窗片可供所述反射光透过。
如上所述的基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统，其中，优选的，所述开放式光学吸收池还包括倒U型镜架；
两所述反射镜分别设置在所述倒U型镜架的两相对侧壁上；
所述倒U型镜架的两端分别固定连接所述内环导轨和所述外环导轨，且所述倒U型镜架位于所述环形传输带的上方；
所述密封容器可穿过所述倒U型镜架与所述环形传输带之间的空间。
如上所述的基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统，其中，优选的，所述倒U型镜架的侧壁上设置有第一探测开关；
所述第一探测开关用于探测所述密封容器是否经过所述倒U型镜架；
所述第一探测开关的输出端连接所述第一微控制器，所述第一微控制器还用于根据所述第一探测开关的探测结果控制所述可调谐半导体激光器的工作与否。
如上所述的基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统，其中，优选的，所述基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统还包括：
第一传送导轨，所述第一传送导轨设置在所述外环架的远离所述内环架的一侧，并连通所述环形传输带，用于将各所述密封容器从存储地输送到所述环形传输带上。
如上所述的基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统，其中，优选的，所述基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统还包括：
至少两个第一分拣导轨；
各所述第一分拣导轨平行设置，且均设置在所述外环架的远离所述内环架的一侧；
各所述第一分拣导轨与所述环形传输带之间设均有电控旋转门；
所述电控旋转门可电控旋转至所述环形传输带上，控制所述密封容器从所述环形传输带上滑动到该电控旋转门对应的所述第一分拣导轨上。
如上所述的基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统，其中，优选的，所述电控旋转门的输入端连接所述第一微控制器的输出端；
所述第一微控制器还用于根据所述待检测种子的活力等级控制相应的所述电控旋转门的开启。
如上所述的基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统，其中，优选的，所述环形导轨上还设置有第一喷嘴；
所述第一喷嘴连接气源，用于提供高压气体；
所述高压气体用于对所述光透过窗片的表面进行吹扫以保证所述光透过窗片的表面光洁。
3、有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明采用容置待检测种子的独立的密封容器配合开放式光学吸收池，需要测量时，将独立的密封容器放置在开放式光学吸收池内，使特定气体位于反射光的光程路径上，能够实现特定气体的光学吸收测量。当不满足测量条件而需要进行种子呼吸的积累时，将独立的密封容器从开放式光学吸收池内移出，独立的密封容器不再占用开放式光学吸收池内的反射光的光程路径，开放式光学吸收池可用于其它独立的密封容器内的特定气体的光学吸收测量，进而有助于提高种子活力测量的效率。
附图说明
图1为本发明提供的基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统的示意图；
图2为密封容器的示意图；
图3为反射光经过密封容器的示意图；
图4为光经过厚度均匀的介质时发生偏移量的示意图；
图5为光经过厚度不均匀的介质时发生偏折的示意图；
图中：
1、开放式光学吸收池；
11、反射镜；12、倒U型镜架；；
2、密封容器；
21、光透过窗片；22、滤网；
3、第一传送导轨；
4、环形导轨；
41、内环架；42、外环架；43、环形传输带；
5、第一分拣导轨；
51、电控旋转门。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本实施例提供了一种基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统，请参阅图1所示，基于激光吸收光谱技术的种子活力测量系统包括：
可调谐半导体激光器，用于提供探测特定气体的可调谐波长激光。
开放式光学吸收池1，开放式光学吸收池1包括两相对设置的反射镜11，可调谐波长激光可射入开放式光学吸收池1内，并被两反射镜11反射形成反射光。
N个密封容器2，用于容置不同批次的待检测种子，各密封容器2内的待检测种子进行呼吸作用产生特定气体，各密封容器2均具有两相对设置的光透过窗片21，其中：N为大于1的整数。
当密封容器2设置在两反射镜11之间时，反射光可透过两光透过窗片21进入密封容器2内，并吸收特定气体，获得特定气体的激光吸收光信号。
光电探测装置，用于接收激光吸收光信号，并转化为第一电信号；
第一微控制器，用于根据第一电信号获取特定气体的浓度，并判断待检测种子的活力等级。
本发明提供的基于激光吸收光谱技术的种子活力测量系统，采用可调谐波长的激光吸收光谱技术测量种子呼吸作用的相关气体O2和/或CO2的浓度，进而判断种子活力。该测量系统中，采用N个密封容器2，用于容置不同批次的待检测种子，待检测种子在各密封容器2进行呼吸作用产生特定气体，各密封容器2均具有两相对设置的光透过窗片21，当密封容器2设置在两反射镜11之间时，反射光可透过两光透过窗片21进入密封容器2内，并吸收特定气体，获得特定气体的激光吸收光信号。独立的密封容器2配合开放式光学吸收池1，需要测量时，将独立的密封容器2放置在开放式光学吸收池1内，使特定气体位于反射光的光程路径上，能够实现特定气体的光学吸收测量。当不满足测量条件而需要进行种子呼吸的积累时，将独立的密封容器2从开放式光学吸收池1内移出，独立的密封容器2不再占用开放式光学吸收池1内的反射光的光程路径，开放式光学吸收池1可用于其它独立的密封容器2内的特定气体的光学吸收测量，进而有助于提高种子活力测量的效率。
其中：可调谐波长的激光吸收光谱技术利用可调谐半导体激光器窄线宽和波长可调谐特性实现气体单根分子吸收谱线的探测，在测量过程中通过对目标信号进行高频调制，而非目标信号由于没有经过调制在后续的谐波检测过程中被除去，因此可以有效地降低测量系统中背景信号的干扰，极大地提高温度测量精度和灵敏度，尤其适用于恶劣环境或弱吸收条件下气体浓度测量。利用可调谐波长的激光吸收光谱技术测量气体的吸收光谱，获得气体浓度的原理如下：
当一束强度为I0，频率为ν的激光，通过光程为L的气体池，输出光强I与I0关系为：
I(w)＝I0(w)exp(-σ(w)LN) 1
式中σ(w)为吸收系数，L为吸收光程长度，N为吸收气体的浓度。
当激光的中心频率ωL受到频率为ωm的正弦波调制时，其瞬时频率可表示为：
ω＝ωL+δωcos(ωmt) 2
式中δω是调制幅度。激光通过样吸收池后，其强度可以用I(ωL)的余弦傅里叶级数来表示：
I(ωL)每个谐波分量用锁相放大器可以测得为：
式中θ＝ωmt。
对于ppm量级的弱吸收气体而言，σLN＜＜1，不考虑光强调制效应,I0(ωL+δωcosθ)≈I(ωL)≈I0，可得到：
对上式中的σ(ω)在ωL处进行泰勒级数展开,整理5式得到：
可以看出n次谐波的幅值正比于吸收系数σ(ω)的n次导数、原始光强I0、吸收光程长度L以及吸收气体的浓度N。
任意次谐波分量与气体浓度成正比，因此都可以用来表示气体的浓度等特性，实际应用时，一般多使用二次谐波，二次谐波分量如式7所示：
氧气，化学式O2，是众所周知的生物呼吸不可或缺的重要物质；氧气分子流入种子的流速值直接反应了种子呼吸功能的强弱，而种子呼吸功能的强弱又与其活力大小直接相关；二氧化碳，化学式CO2，是众所周知的生物呼吸产物的物质之一。本发明利用可调谐波长的激光吸收光谱技术测量用O2和/或CO2的浓度，进而判断种子活力。
在具体实施的时候，设置N个密封容器2，将不同批次的待检测种子放置在不同的密封容器2内，这里的不同批次是指大量种子按重量分衡得到的小份分量的种子，种子可以在密封容器2内进行呼吸作用，导致密封容器2内的O2和CO2两者的浓度均发生变化。其中：N为大于1的整数，具体数值大小的设置，可以根据需要测量种子的数量M、每个密封容器2的种子容置量m、每次测量时间t以及种子呼吸积累时间T设置。具体的，N1＝[M/m]，表示N1取整数，N2＝[T/t]，表示N2取整数；N取N1和N2中较小的值。
设置开放式光学吸收池1，开放式光学吸收池1是指只包括两相对设置的反射镜11，而两反射镜11之间的空间不被密封的光学吸收池。开放式光学吸收池1可以设置一个或者多个。在本实施例中，考虑到种子呼吸作用相关气体有O2和CO2，所以设置两个开放式光学吸收池1。
再者，设置激光器，激光器用于根据需要提供特定波长的激光。在本实施例中，激光器为可调谐半导体激光器，该可调谐半导体激光器输出的可调谐波长激光为满足O2或CO2吸收的特定波长的激光。具体的，CO2吸收的激光的波长为2004nm，而O2吸收的激光的波长764.2nm。在具体实施的时候，激光器的种类和个数根据需要设置，例如，只选择CO2作为待探测气体，则设置一个输出激光波长2004nm的可调谐半导体激光器即可；同时选择O2和CO2作为待探测气体，则需要设置一个输出激光波长2004nm的第一可调谐半导体激光器和一个输出激光波长764.2nm的第二可调谐半导体激光器。另外，需要说明的是，为实现可调谐半导体激光器输出波长的可控以及工作与否的控制需要设置的激光器控制模块，同现有技术一致，在此不做过多描述。
而每种类型的可调谐半导体激光器与开放式光学吸收池1的光供应情况，有一一对应以及一对多两种方式，具体的：
两者一一对应是指：每种类型的可调谐半导体激光器只对一个开放式光学吸收池1提供入射光，该种类型的可调谐半导体激光器输出的激光经光纤传输至对应的开放式光学吸收池1的入射光孔上，并射入光学吸收池1，形成反射光。其中：入射光孔设置在光学吸收池1的一个反射镜上，而出射光孔也设置在反射镜上，入射光孔和出射光孔可以设置在相同的反射镜，也可以设置在不同的反射镜上。对应的可调谐半导体激光器和光电探测装置可位于开放式光学吸收池1的同一侧，或位于开放式光学吸收池1的两相对侧。如图1所示，本实施例可调谐半导体激光器和光电探测装置集成在一起，放置在开放式光学吸收池1的同一侧。需要说明的是，以上的光电探测装置包括光电探测器和基于数据采集卡的数据采集模块，两者电连接，而数据采集模块连接第一微控制器。
两者一对多是指：每种类型的可调谐半导体激光器可对至少一个开放式光学吸收池1提供入射光，该种类型的可调谐半导体激光器输出的激光，经分束器分光后，再分别经光纤传输至不同的开放式光学吸收池1。
在本实施例中，以上描述的一一对应的情况，适用于同时选择O2和CO2作为待探测气体的情况；一对多的情况，适用于只选择O2或CO2作为待探测气体，可以用于多次测量保证测量准确性，或者用于同时测量已知活力等级的种子以及未知活力等级的种子，当已知活力等级的种子以及未知活力等级的种子可以被同时测量时，则可以简化数据处理。本领域技术人员可以根据自己的需要进行设置相应的设置。
另外，第一微控制器根据第一电信号获取特定气体的浓度，并判断待检测种子的活力等级的过程同背景技术采用的对比文献一致，在此不做过多描述。
在本实施例中，选用独立的密封容器2，密封容器2的两光透过窗片21可以为石英玻璃片，也可以选择其他高透射率有机材质制备，本领域技术人员可以根据需要设置。但是两光透过窗片21对反射光的光学影响是需要考虑的因素，在本实施例中，优选两光透过窗片21均为石英玻璃片，石英玻璃片对光的光学影响具体如下：
1.根据《光学教程》第三版，姚启钧原著，华东师大光学教材表写组改编，第45页至第53页可知，光经过厚度均匀的介质时，会产生等倾干涉条纹，等倾干涉条纹只呈现在会聚平行光的透镜的焦平面上。采用的光透过窗片21为厚度均匀的石英玻璃片时，具有会聚透镜的光探测器将会探测到强的等倾干涉光信号，进而将影响光信号的实时探测。而继续参阅《光学教程》第三版，姚启钧原著，华东师大光学教材表写组改编，第45页至第53页可知，第53页至第58页可知，光经过尖劈形介质时，且入射角度不大是，形成的等厚干涉条纹定域于介质表面。
2.如图4所示，具有一定厚度d0的两相对表面相互平行的石英玻璃片会造成透射光相对入射光发生偏移量Δx，但光的传播方向不变。而如图3所示，光经过厚度不均匀的楔体状石英玻璃片时，光的偏折如图5所示，光朝向楔体状石英玻璃片的厚度增加的一侧偏折。
基于以上原因，作为本实施例的优选的技术方案，本实施例所采用的光透过窗片21为楔体，本实施例优选三角形楔体，为典型的劈形介质，楔体的棱垂直反射镜1的光轴设置。当光经过该光透过窗片21产生等厚干涉条纹，该等厚干涉条纹定域于光透过窗片21的表面，不会对光信号的实时监测造成干扰。同时，两个楔体的顶角呈相对设置，具体的，两个楔体的顶角正好呈相反位置设置，在密封容器2整体结构上，一个楔体的顶角朝上设置，则另一个楔体的顶角朝下设置。由于光朝向楔体状石英玻璃片的厚度增加的一侧偏折，两个楔体的顶角设置方向相反，使得光依次经过两个楔体时，偏折偏移量能够相互抵消，进而减少光偏移对光路的影响。另外，为避免两光透过窗片21与两者之间的空气形成等倾干涉条纹，在本实施例中，如图2和图3所示，两楔体状光透过窗片21非平行设置，两者可以对称设置成八字形。
作为本实施例的进一步的改进之处，密封容器2内还设置有滤网22；滤网22用于放置待检测的种子，密封容器2上设置有可用盖体密封的开口，滤网22靠近开口设置，滤网22平行两光透过窗片21的中心的连线设置，且位于两光透过窗片21的同一侧。使用的时候，通常密封容器2的开口朝上，滤网22位于两光透过窗片21的上方，待检测的种子放置在滤网上。待检测的种子放置在滤网上，一方面避免了待检测的种子对反射光的路径的干扰。另一方面，由于待检测的种子呼吸相关气体O2和CO2两者浓度均大于空气浓度，待检测放置在反射光的路径的上方，产生的CO2气体往密封容器2的底部集聚，有利于确保反射光路径上的气体浓度，确保测量的准确性。
作为本实施例的优选技术方案，基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统还包括环形导轨4；环形导轨4包括环形传输带43、内环架41和外环架42；环形传输带43水平设置；内环架41和外环架42分别设置在环形传输带43的内外两相对侧；各密封容器2可位于环形传输带43上，沿环形导轨4运动；开放式光学吸收池1的两反射镜1分别设置在内环架41和外环架42上，当密封容器2沿环形传输带43运动至两反射镜1之间时，两光透过窗片21可供反射光透过。
本实施例通过环形导轨4的内环架41和外环架42，实现了开放式光学吸收池1的两反射镜1的安装设置，通过环形传输带43可以确保密封容器2输送至开放式光学吸收池1的两反射镜1之间。该设置，可以实现种子活力测量的连续进行，有利于进一步提高种子活力测量的效率，确保种子活力测量的高效进行。
由于密封容器2运行至开放式光学吸收池1的两反射镜1之间是需要进行光学吸收测量，通常理解的要根据开放式光学吸收池1所在位置，控制环形传输带43的暂停，以保证密封容器2能够停置在开放式光学吸收池1内部，以保证光学吸收测量。但是，本实施例中，由于可调谐波长的激光吸收光谱技术测量相关气体浓度，具有测量速度快，每次测量占时仅仅几秒，或者几毫秒，容置了待测量种子的密封容器2只要经过开放式光学吸收池1内部即可，所以无需设置环形传输带43的暂停控制，因此，本实施例可以大大简化环形传输带43的输送控制，能够简单方便的实现测量的连续进行，进而保证种子测量效率的高效进行，这是其它测量技术所达不到的。
需要注意的时，将光透过窗片21的尺寸设置为大于相应的反射镜11的尺寸，将有利于保证同一时刻，反射光能够全部射入密封容器2，进而能够保证测量结构的准确性。
作为本实施例的优选的技术方案，开放式光学吸收池1还包括倒U型镜架12；两反射镜1分别设置在倒U型镜架12的两相对侧壁上；倒U型镜架12的两端分别固定连接内环导轨41和外环导轨42，且倒U型镜架12位于环形传输带43的上方，密封容器2可穿过倒U型镜架12与环形传输带43之间的空间。设置倒U型镜架12，能够保证两反射镜11的安装，并方便光路调节。
为避免可调谐半导体激光器连续工作造成的损耗，作为本实施例的优选技术方案，倒U型镜架12的侧壁上设置第一探测开关；第一探测开关用于探测密封容器2是否经过倒U型镜架12；第一探测开关的输出端连接第一微控制器，第一微控制器还用于根据第一探测开关的探测结果控制可调谐半导体激光器的工作。第一探测开关的设置位置以及数量可以根据第一探测开关的类型设置，例如：第一探测开关为按钮开关，按钮的长度横跨整个倒U型镜架12的侧壁的宽度，只设置一个按钮开关即可，此时，密封容器2进入倒U型镜架12内时，便会挤压该按钮开关，直至密封容器2从倒U型镜架12内移出，该挤压作用解除；将该按钮开关的挤压作用作为第一触发信号，第一微控制器根据所第一触发信号控制可调谐半导体激光器的工作与否。具体的，该第一触发信号存在时，可调谐半导体激光器开始工作，提供可调谐半导体激光进行光学吸收测量；当该第一触发信号消失时，可调谐半导体激光器停止工作，不再继续提供可调谐半导体激光，以上过程实现了可调谐半导体激光器的按需工作，避免可调谐半导体激光器连续工作造成的损耗。当然，第一探测开关也可以为光电开关等，本实施例不做一一具体限制。
作为本实施例的优选技术方案，基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统还包括：第一传送导轨3，第一传送导轨3设置在外环架42的远离内环架41的一侧，并连通环形传输带43，用于将各密封容器2从存储地输送到环形传输带43上。第一传送导轨3可以只具体包括线式传送带，用于容置待检测种子的密封容器2的输送，也可以还包括设置在线式传送带的侧边的导轨，本领域技术人员可以根据自己的需要设置。
作为本实施例的优选技术方案，基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统还包括：至少两个第一分拣导轨5；各第一分拣导轨5平行设置，且均设置在外环架42的远离内环架41的一侧；各第一分拣导轨5与环形传输带43之间设均有电控旋转门51；电控旋转门51可电控旋转至环形传输带43上，控制密封容器2从环形传输带43上滑动到电控旋转门51对应的第一分拣导轨5上。
在具体设置的时候，第一分拣导轨5的数量根据设定的种子等级设定，例如，设置种子活力良好、种子活力一般、种子活力不合格三个等级，则设置3个第一分拣导轨5。
作为本实施例的优选技术方案，电控旋转门51的输入端连接第一微控制器的输出端，第一微控制器还用于根据待检测种子的活力等级控制相应的第一分拣导轨5对应电控旋转门51的开启。
这里的电控旋转门51是常见的电控开关门，只是该开关门是水平旋转开启的。在本实施例中，该开关门可以水平旋转到环形传输带43，进而阻止了对应的密封容器2继续在环形传输带43上的输送，使得对应的密封容器2进入相应的第一分拣导轨5。
在实施的时候，为了识别不同的密封容器2，可以在密封容器2上加载识别件，识别件可以为条形二维码或者射频标签。
作为本实施例的优选技术方案，环形导轨4上还设置有第一喷嘴；第一喷嘴连接气源，用于提供高压气体，高压气体对光透过窗片21的表面进行吹扫以保证光透过窗片21的表面光洁。光透过窗片21的表面光洁度能够保证光学吸收测量的准确性。
在具体设置的时候，可以在环形导轨4上间隔设置多个第一喷嘴，也可以只在开放式光学吸收池1附近的环形导轨4上设置第一喷嘴。需要说明的是，如果只在开放式光学吸收池1附近的环形导轨4上设置第一喷嘴，则应注意第一喷嘴的设置应根据环形传输带43的传送方向进行布置，以保证密封容器2在到达开放式光学吸收池1之前被吹扫干净。具体的，按照环形传输带43的传送方向为正方向，光学吸收池1为坐标原点，则第一喷嘴应该设置在该作为坐标原点的开放式光学吸收池1的负方向上，确保密封容器2在到达该开放式光学吸收池1之前被吹扫干净。
本种子活力高效测量系统在应用的时候，以同时选择O2和CO2作为待探测气体介绍具体设置以及使用过程如下：
此时，基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统设置一个输出激光波长2004nm的第一可调谐半导体激光器和一个输出激光波长764.2nm的第二可调谐半导体激光器，设置两个开放式光学吸收池1，两个开放式光学吸收池1并排设置在环形导轨4上，如图1所示，环形导轨4为方形导轨，两个开放式光学吸收池1设置在方形导轨的两相邻侧边上。第一可调谐半导体激光器输出的第一激光经光纤传输射入第一个开放式光学吸收池1内进行CO2的光学吸收测量，第一可调谐半导体激光器输出的第二激光经光纤传输射入第二个开放式光学吸收池1内进行O2的光学吸收测量。
测量的时候，把种子放置在密封容器2内，并立即密封，然后将容置了待检测种子的密封容器2放置到第一传送导轨3上，然后进行下一个密封容器2内的种子放置及密封容器2密封，并重复放置到第一传送导轨3上。其中，种子往密封容器2内放置以及密封容器2可以依靠人工进行，也可以借助现有技术的自动分装以及封装技术在此不做过多描述。
当各密封容器2第一次在环形传输带43运行，并依次经过两个开放式光学吸收池1之后，可以经过任意一个打开的第一分拣导轨5从环形传输带43上移出，并找地方放置存储，以进行种子呼吸的积累，积累时间可以人工设置；直至积累时间到，然后，在将各密封容器2按顺序输送到环形传输带43，第二次在环形传输带43运行，其中，各密封容器2第二次在环形传输带43运行的顺序和第一次的顺序一致；密封容器2第二次在环形传输带43运行时依次经过两个开放式光学吸收池1之后，第一微控制器便可根据两次的激光吸收光谱信号获得该密封容器2内的种子活力等级，然后第一微控制器根据该密封容器2内的待检测种子的活力等级控制相应的第一分拣导轨5对应电控旋转门51的开启，实现不同种子活力等级的各密封容器2的分拣。

Claims (10)

1.一种基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统，其特征在于：所述基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统包括：
可调谐半导体激光器，用于提供探测特定气体的可调谐波长激光；
开放式光学吸收池(1)，所述开放式光学吸收池(1)包括两相对设置的反射镜(11)，所述可调谐波长激光可在两所述反射镜(11)反射形成反射光；
N个密封容器(2)，用于容置不同批次的待检测种子，各所述密封容器(2)内的所述待检测种子进行呼吸作用产生所述特定气体，其中：N为大于1的整数；
各所述密封容器(2)均具有两相对设置的光透过窗片(21)；
当所述密封容器(2)设置在两所述反射镜(11)之间时，所述反射光可透过两所述光透过窗片(21)进入所述密封容器(2)内，并吸收所述特定气体，获得所述特定气体的激光吸收光信号；
光电探测装置，用于接收所述激光吸收光信号，并转化为第一电信号；
第一微控制器，用于根据所述第一电信号获取所述特定气体的浓度，并判断所述待检测种子的活力等级。
2.根据权利要求1所述的基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统，其特征在于：所述光透过窗片(21)为楔体；
所述楔体的棱垂直所述反射镜(11)的光轴设置；
两所述楔体的顶角相对设置。
3.根据权利要求1所述的基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统，其特征在于：所述密封容器(2)内还设置有滤网(22)；
所述滤网(22)平行两所述光透过窗片(21)的中心的连线设置，且位于两所述光透过窗片(21)的同一侧。
4.根据权利要求1所述的基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统，其特征在于：所述基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统还包括环形导轨(4)；
所述环形导轨(4)包括环形传输带(43)、内环架(41)和外环架(42)；
所述环形传输带(43)水平设置；
所述内环架(41)和所述外环架(42)分别设置在所述环形传输带(43)的内外两相对侧；
各所述密封容器(2)可位于所述环形传输带(43)上，沿所述环形导轨(4)运动；
所述开放式光学吸收池(1)的两反射镜(1)分别设置在所述内环架(41)和外环架(42)上，当所述密封容器(2)沿所述环形传输带(43)运动至两所述反射镜(1)之间时，两所述光透过窗片(21)可供所述反射光透过。
5.根据权利要求4所述的基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统，其特征在于：所述开放式光学吸收池(1)还包括倒U型镜架(12)；
两所述反射镜(1)分别设置在所述倒U型镜架(12)的两相对侧壁上；
所述倒U型镜架(12)的两端分别固定连接所述内环导轨(41)和所述外环导轨(42)，且所述倒U型镜架(12)位于所述环形传输带(43)的上方；
所述密封容器(2)可穿过所述倒U型镜架(12)与所述环形传输带(43)之间的空间。
6.根据权利要求5所述的基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统，其特征在于：所述倒U型镜架(12)的侧壁上设置有第一探测开关；
所述第一探测开关用于探测所述密封容器(2)是否经过所述倒U型镜架(12)；
所述第一探测开关的输出端连接所述第一微控制器，所述第一微控制器还用于根据所述第一探测开关的探测结果控制所述可调谐半导体激光器的工作与否。
7.根据权利要求4所述的基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统，其特征在于：所述基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统还包括：
第一传送导轨(3)，所述第一传送导轨(3)设置在所述外环架(42)的远离所述内环架(41)的一侧，并连通所述环形传输带(43)，用于将各所述密封容器(2)从存储地输送到所述环形传输带(43)上。
8.根据权利要求7所述的基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统，其特征在于：所述基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统还包括：
至少两个第一分拣导轨(5)；
各所述第一分拣导轨(5)平行设置，且均设置在所述外环架(42)的远离所述内环架(41)的一侧；
各所述第一分拣导轨(5)与所述环形传输带(43)之间设均有电控旋转门(51)；
所述电控旋转门(51)可电控旋转至所述环形传输带(43)上，控制所述密封容器(2)从所述环形传输带(43)上滑动到该电控旋转门(51)对应的所述第一分拣导轨(5)上。
9.根据权利要求8所述的基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统，其特征在于：所述电控旋转门(51)的输入端连接所述第一微控制器的输出端；
所述第一微控制器还用于根据所述待检测种子的活力等级控制相应的所述电控旋转门(51)的开启。
10.根据权利要求4所述的基于激光吸收光谱技术的种子活力高效测量系统，其特征在于：所述环形导轨(4)上还设置有第一喷嘴；
所述第一喷嘴连接气源，用于提供高压气体；
所述高压气体用于对所述光透过窗片(21)的表面进行吹扫以保证所述光透过窗片(21)的表面光洁。
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