CN109507239A - 一种棉花纤维品质监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种棉花纤维品质监测装置。所述监测装置包括：棉铃纤维传感器组、植株生长条件传感器组、数据采集模块和棉花纤维品质分析模块；所述棉铃纤维传感器组插入到棉铃纤维中，所述棉铃纤维传感器用于获取棉花的纤维信息；数据采集模块分别与所述棉铃纤维传感器组和所述植株生长条件传感器组连接，所述数据采集模块用于采集所述纤维信息和所述生长条件信息；所述棉花纤维品质分析模块与所述数据采集模块连接，所述棉花纤维品质分析模块用于根据所述纤维信息和所述生长条件信息分析所述棉花纤维的品质。能够在棉花生长期间实时监测棉花纤维的品质，为研究人员对棉花品质的研究和农户的高效地管理棉花提供了数据支持。
Description
技术领域
本发明涉及农业信息技术领域，特别是涉及一种棉花纤维品质监测装置。
背景技术
通过改良棉花的品种提高棉花的种植效益是省时省力、规模效益高、更新品种快的有效措施。在影响棉花品质的诸多因素中，棉纤维的主要品质指标为纤维长度、纤维细度、纤维强度、纤维成熟度、纤维素含量、棉花颜色。现有技术中，采用室内检测分析方法分析棉花的品质，虽然检测结果较为准确，但是采样费时、费工，且检测存在滞后性，无法实时反馈棉花的纤维品质。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够实时监测棉花纤维品质的棉花纤维品质监测装置。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种棉花纤维品质监测装置，所述监测装置包括：棉铃纤维传感器组、植株生长条件传感器组、数据采集模块和棉花纤维品质分析模块；
所述棉铃纤维传感器组插入到棉铃纤维中，所述棉铃纤维传感器用于获取棉花的纤维信息；
所述植株生长条件传感器组包括棉铃尺寸传感器、光合作用传感器、叶片可溶性糖传感器、土壤条件传感器、棉花颜色图像视频传感器，所述植株生长条件传感器用于获取棉花的生长条件信息；
数据采集模块分别与所述棉铃纤维传感器组和所述植株生长条件传感器组连接，所述数据采集模块用于采集所述纤维信息和所述生长条件信息；
所述棉花纤维品质分析模块与所述数据采集模块连接，所述棉花纤维品质分析模块用于根据所述纤维信息和所述生长条件信息分析所述棉花纤维的品质。
可选的，所述棉铃纤维传感器组具体包括：纤维长度传感器探针、纤维细度传感器探针、纤维强度传感器探针、纤维成熟度传感器探针、纤维素含量传感器探针、探针平台；
所述纤维素含量传感器探针设置在所述探针平台的中心位置处；
所述纤维长度传感器探针、所述纤维细度传感器探针、所述纤维强度传感器探针和所述纤维成熟度传感器探针均匀设置在所述探针平台的外圆周。
可选的，所述棉铃尺寸传感器包括位移变送器和固定架；
所述变送器设置在所述固定架上，所述固定架固定在所述棉铃上；
所述变送器包括电位器和电阻，所述棉铃长度发生变化带动所述电位器移动端的所述电阻变化，所述变送器根据所述电阻变化获得所述棉铃的长度。
可选的，所述光合作用传感器具体包括：
所述光合作用传感器设置在所述棉花的叶片上，获取所述叶片的光合作用信息；
所述光合作用信息包括：叶室温度、叶室湿度、叶片温度、二氧化碳浓度、光合作用有效辐射、光合作用速率、蒸腾速率、气孔导度、包间二氧化碳浓度、水分利用率中的至少一者。
可选的，所述叶片可溶性糖传感器包括：探针平台、葡萄糖传感器探针、蔗糖传感器探针、果糖传感器探针；
所述葡萄糖传感器探针、所述蔗糖传感器探针和所述果糖传感器探针等间隔的设置在所述探针平台上；
所述葡萄糖传感器探针为电沉积Cu-NPs/ZnO纳米棒阵列的无酶葡萄糖传感器，所述葡萄糖传感探针包括第一工作电极、第一对电极、第一参比电极和第一电极固定体；
所述第一工作电极、所述第一对电极和所述第一参比电极均设置在所述第一电极固定体上，所述第一工作电极为电沉积Cu-NPs/ZnO纳米棒阵列的无酶葡萄糖电极；
所述蔗糖传感器探针为电沉积Cu-NPs/ZnO纳米棒阵列的无酶蔗糖传感器，所述蔗糖传感器探针包括第二工作电极、第二对电极、第二参比电极和第二电极固定体；
所述第二工作电极、所述第二对电极和所述第二参比电极均设置在所述第二电极固定体上，所述第二工作电极为电沉积Cu-NPs/ZnO纳米棒阵列的无酶蔗糖电极。
所述果糖传感器探针为电沉积Cu-NPs/ZnO纳米棒阵列的无酶果糖传感器，所述果糖传感器探针包括第三工作电极、第三对电极、第三参比电极和第三电极固定体，所述第三工作电极、所述第三对电极和所述第三参比电极均设置在所述第三电极固定体上，所述第三工作电极为电沉积Cu-NPs/ZnO纳米棒阵列的无酶果糖电极。
可选的，所述土壤条件传感器包括：离子选择膜敏感膜、对比电极和转换器；
离子选择膜敏感膜包括硝态氮敏感膜、磷酸根敏感膜、钾离子敏感膜、酸碱度敏感膜，所述离子选择膜敏感膜用于监测土壤中氮、磷、钾营养元素的浓度和土壤的酸碱度；
所述转换器与所述离子选择膜敏感膜连接，所述转换器用于将所述土壤中氮、磷、钾营养元素的浓度转换为电信号。
可选的，所述棉花颜色图像视频传感器包括：云台和视频摄像头；
所述视频摄像头设置在所述云台上。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明公开了一种棉花纤维品质监测装置包括：棉铃纤维传感器组、植株生长条件传感器组、数据采集模块和棉花纤维品质分析模块；能够在棉花生长期间实时监测棉花纤维的品质，为研究人员对棉花品质的研究和农户的高效地管理棉花提供了数据支持。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的棉花纤维品质监测装置的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种能够实时监测棉花纤维品质的棉花纤维品质监测装置。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，一种棉花纤维品质监测装置，所述监测装置包括：棉铃纤维传感器组1、植株生长条件传感器组2、数据采集模块3和棉花纤维品质分析模块4；
所述棉铃纤维传感器组1插入到棉铃纤维中，所述棉铃纤维传感器组1用于获取棉花的纤维信息；
所述植株生长条件传感器组2包括棉铃尺寸传感器、光合作用传感器、叶片可溶性糖传感器、土壤条件传感器、棉花颜色图像视频传感器，所述植株生长条件传感器用于获取棉花的生长条件信息；
数据采集模块3分别与所述棉铃纤维传感器组1和所述植株生长条件传感器组2连接，所述数据采集模块用于采集所述纤维信息和所述生长条件信息；
所述棉花纤维品质分析模块4与所述数据采集模块3连接，所述棉花纤维品质分析模块4用于根据所述纤维信息和所述生长条件信息分析所述棉花纤维的品质。
所述棉铃纤维传感器组1具体包括：纤维长度传感器探针、纤维细度传感器探针、纤维强度传感器探针、纤维成熟度传感器探针、纤维素含量传感器探针、探针平台；
所述纤维素含量传感器探针设置在所述探针平台的中心位置处；
所述纤维长度传感器探针、所述纤维细度传感器探针、所述纤维强度传感器探针和所述纤维成熟度传感器探针均匀设置在所述探针平台的外圆周。
所述棉铃尺寸传感器包括位移变送器和固定架；
所述变送器设置在所述固定架上，所述固定架固定在所述棉铃上；
所述变送器包括电位器和电阻，所述棉铃长度发生变化带动所述电位器移动端的所述电阻变化，所述变送器根据所述电阻变化获得所述棉铃的长度。
所述光合作用传感器具体包括：
所述光合作用传感器设置在所述棉花的叶片上，获取所述叶片的光合作用信息；
所述光合作用信息包括：叶室温度、叶室湿度、叶片温度、二氧化碳浓度、光合作用有效辐射、光合作用速率、蒸腾速率、气孔导度、包间二氧化碳浓度、水分利用率中的至少一者。
所述叶片可溶性糖传感器包括：探针平台、葡萄糖传感器探针、蔗糖传感器探针、果糖传感器探针；
所述葡萄糖传感器探针、所述蔗糖传感器探针和所述果糖传感器探针等间隔的设置在所述探针平台上；
所述葡萄糖传感器探针为电沉积Cu-NPs/ZnO纳米棒阵列的无酶葡萄糖传感器，所述葡萄糖传感探针包括第一工作电极、第一对电极、第一参比电极和第一电极固定体；
所述第一工作电极、所述第一对电极和所述第一参比电极均设置在所述第一电极固定体上，所述第一工作电极为电沉积Cu-NPs/ZnO纳米棒阵列的无酶葡萄糖电极；
所述蔗糖传感器探针为电沉积Cu-NPs/ZnO纳米棒阵列的无酶蔗糖传感器，所述蔗糖传感器探针包括第二工作电极、第二对电极、第二参比电极和第二电极固定体；
所述第二工作电极、所述第二对电极和所述第二参比电极均设置在所述第二电极固定体上，所述第二工作电极为电沉积Cu-NPs/ZnO纳米棒阵列的无酶蔗糖电极。
所述果糖传感器探针为电沉积Cu-NPs/ZnO纳米棒阵列的无酶果糖传感器，所述果糖传感器探针包括第三工作电极、第三对电极、第三参比电极和第三电极固定体，所述第三工作电极、所述第三对电极和所述第三参比电极均设置在所述第三电极固定体上，所述第三工作电极为电沉积Cu-NPs/ZnO纳米棒阵列的无酶果糖电极。
所述土壤条件传感器包括：离子选择膜敏感膜、对比电极和转换器；
离子选择膜敏感膜包括硝态氮敏感膜、磷酸根敏感膜、钾离子敏感膜、酸碱度敏感膜，所述离子选择膜敏感膜用于监测土壤中氮、磷、钾营养元素的浓度和土壤的酸碱度；
所述转换器与所述离子选择膜敏感膜连接，所述转换器用于将所述土壤中氮、磷、钾营养元素的浓度转换为电信号。
所述棉花颜色图像视频传感器包括：云台和视频摄像头；
所述视频摄像头设置在所述云台上。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (7)
1.一种棉花纤维品质监测装置，其特征在于，所述监测装置包括：棉铃纤维传感器组、植株生长条件传感器组、数据采集模块和棉花纤维品质分析模块；
所述棉铃纤维传感器组插入到棉铃纤维中，所述棉铃纤维传感器用于获取棉花的纤维信息；
所述植株生长条件传感器组包括棉铃尺寸传感器、光合作用传感器、叶片可溶性糖传感器、土壤条件传感器、棉花颜色图像视频传感器，所述植株生长条件传感器用于获取棉花的生长条件信息；
数据采集模块分别与所述棉铃纤维传感器组和所述植株生长条件传感器组连接，所述数据采集模块用于采集所述纤维信息和所述生长条件信息；
所述棉花纤维品质分析模块与所述数据采集模块连接，所述棉花纤维品质分析模块用于根据所述纤维信息和所述生长条件信息分析所述棉花纤维的品质。
2.根据权利要求1所述的一种棉花纤维品质监测装置，其特征在于，所述棉铃纤维传感器组具体包括：纤维长度传感器探针、纤维细度传感器探针、纤维强度传感器探针、纤维成熟度传感器探针、纤维素含量传感器探针、探针平台；
所述纤维素含量传感器探针设置在所述探针平台的中心位置处；
所述纤维长度传感器探针、所述纤维细度传感器探针、所述纤维强度传感器探针和所述纤维成熟度传感器探针均匀设置在所述探针平台的外圆周。
3.根据权利要求1所述的一种棉花纤维品质监测装置，其特征在于，所述棉铃尺寸传感器包括位移变送器和固定架；
所述变送器设置在所述固定架上，所述固定架固定在所述棉铃上；
所述变送器包括电位器和电阻，所述棉铃长度发生变化带动所述电位器移动端的所述电阻变化，所述变送器根据所述电阻变化获得所述棉铃的长度。
4.根据权利要求1所述的一种棉花纤维品质监测装置，其特征在于，所述光合作用传感器具体包括：
所述光合作用传感器设置在所述棉花的叶片上，获取所述叶片的光合作用信息；
所述光合作用信息包括：叶室温度、叶室湿度、叶片温度、二氧化碳浓度、光合作用有效辐射、光合作用速率、蒸腾速率、气孔导度、包间二氧化碳浓度、水分利用率中的至少一者。
5.根据权利要求1所述的一种棉花纤维品质监测装置，其特征在于，所述叶片可溶性糖传感器包括：探针平台、葡萄糖传感器探针、蔗糖传感器探针、果糖传感器探针；
所述葡萄糖传感器探针、所述蔗糖传感器探针和所述果糖传感器探针等间隔的设置在所述探针平台上；
所述葡萄糖传感器探针为电沉积Cu-NPs/ZnO纳米棒阵列的无酶葡萄糖传感器，所述葡萄糖传感探针包括第一工作电极、第一对电极、第一参比电极和第一电极固定体；
所述第一工作电极、所述第一对电极和所述第一参比电极均设置在所述第一电极固定体上，所述第一工作电极为电沉积Cu-NPs/ZnO纳米棒阵列的无酶葡萄糖电极；
所述蔗糖传感器探针为电沉积Cu-NPs/ZnO纳米棒阵列的无酶蔗糖传感器，所述蔗糖传感器探针包括第二工作电极、第二对电极、第二参比电极和第二电极固定体；
所述第二工作电极、所述第二对电极和所述第二参比电极均设置在所述第二电极固定体上，所述第二工作电极为电沉积Cu-NPs/ZnO纳米棒阵列的无酶蔗糖电极；
所述果糖传感器探针为电沉积Cu-NPs/ZnO纳米棒阵列的无酶果糖传感器，所述果糖传感器探针包括第三工作电极、第三对电极、第三参比电极和第三电极固定体，所述第三工作电极、所述第三对电极和所述第三参比电极均设置在所述第三电极固定体上，所述第三工作电极为电沉积Cu-NPs/ZnO纳米棒阵列的无酶果糖电极。
6.根据权利要求1所述的一种棉花纤维品质监测装置，其特征在于，所述土壤条件传感器包括：离子选择膜敏感膜、对比电极和转换器；
离子选择膜敏感膜包括硝态氮敏感膜、磷酸根敏感膜、钾离子敏感膜、酸碱度敏感膜，所述离子选择膜敏感膜用于监测土壤中氮、磷、钾营养元素的浓度和土壤的酸碱度；
所述转换器与所述离子选择膜敏感膜连接，所述转换器用于将所述土壤中氮、磷、钾营养元素的浓度转换为电信号。
7.根据权利要求1所述的一种棉花纤维品质监测装置，其特征在于，所述棉花颜色图像视频传感器包括：云台和视频摄像头；
所述视频摄像头设置在所述云台上。
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2018
- 2018-11-15 CN CN201811358705.5A patent/CN109507239A/zh active Pending
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