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一种用于单积分球测量系统的植物叶片固定装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于单积分球测量系统的植物叶片固定装置，包括第一夹片、第二夹片以及卡紧件；所述第一夹片和第二夹片相互配合，用于夹持固定待测植物叶片；所述卡紧件与单积分球的反射率和透射率测量端口相互配合，用于将所述植物叶片固定装置可拆卸地固定在单积分球的反射率和透射率测量端口上。使用本发明的植物叶片固定装置配合单积分球测量系统测量植物叶片的反射率和透射率时，将植物叶片从反射率测量端口转移到透射率测量端口时，无需将待测植物叶片从固定装置上取下，直接转移已放置好待测植物叶片的固定装置即可，这样不会因人为因素造成测量点不匹配，从而可提高植物叶片光谱数据获取的精度。

Description

一种用于单积分球测量系统的植物叶片固定装置
技术领域
本发明涉及组织光学技术领域，尤其涉及一种用于单积分球测量系统的植物叶片固定装置。
背景技术
随着农作物光学表型分析技术的快速发展，农作物表型分析对植物生理状态信息的获取一直是研究的热点之一。植物表型监测平台通过搭载不同类型的传感器，能够在短时间内获取农作物的多源生理信息数据，为通量化、精准化地实现表型测量提供了可能。
农作物的光谱检测技术是目前对其生理状态检测的最重要的技术，而积分球测量系统是实现精确光学特性测量的重要仪器。积分球是一个具有高反射性内表面的空心球体，它主要用来测量处于球内或放在球外并靠近某个窗口处的试样对光的散射或反射，在测量时可降低因探测器上的入射光不均匀分布或光束偏移所造成的微小误差，能够用来对植物叶片的光学反射和透射性能等做一些精确的测量。积分球测量系统在植物的光学信息采集中有着巨大的优势，并因此广泛地应用于多种农作物叶片的光学信息测量中。
但是，由于植物叶片因色素、氮素、水等物质的含量不同会在不同部位展现出不同的光谱曲线特征，而单积分球测量系统的反射率和透射率的测量并不是同时进行的，而是分别在反射率测量端口和透射率测量端口分别进行的，又加上叶片测量部位没有精确标定，易造成反射率和透射率的测量不在同一部位，而且在植物叶片表面进行人为标记等也会影响叶片反射率和透射率的大小，从而影响其反射率和透射率测量。尤其是在利用机理模型对植物叶片进行生化组分含量反演时，植物叶片的反射率和透射率会同时输入机理模型，如果反射率和透射率的测量部位不统一，则会使叶片生化组分的反演从一开始就偏离正轨，反演结果的可信度也会大打折扣，从而影响植物光学信息的准确获取，而植物叶片的光谱信息的精确获取是判定作物营养状态，指导施肥等的重要指标。但是，目前单积分球测量系统的样本固定方式并没有特制的样本定位装置，单纯地依靠人工手动地放置待测样本，然后将待测样本夹在反射率和透射率测量端口，导致测量位点很随机，这样样本从反射率测量端口转移到透射率测量端口就会因人为因素造成测量点不匹配，直接影响待测样本的反射率和透射率的测量准确度。因此，急需一种用于单积分球测量系统的植物叶片固定装置，解决传统的单积分球测量系统的反射率和透射率测量位点不统一的问题。
发明内容
本发明提供了一种用于单积分球测量系统的植物叶片固定装置，该植物叶片固定装置柔性地固定植物叶片，在测量时只需将植物叶片固定装置与单积分球系统的反射率和透射率测量端口配合固定即可。
具体技术方案如下：
一种用于单积分球测量系统的植物叶片固定装置，包括第一夹片、第二夹片以及卡紧件；
所述第一夹片和第二夹片相互配合，用于夹持固定待测植物叶片；
所述卡紧件与单积分球的反射率和透射率测量端口相互配合，用于将所述植物叶片固定装置可拆卸地固定在单积分球的反射率和透射率测量端口上。
所述植物叶片固定装置固定在单积分球的反射率和透射率测量端口上后，植物叶片固定装置所夹持固定的待测植物叶片位于单积分球反射率和透射率测量端口的测量点上。
本发明的用于单积分球测量系统的植物叶片固定装置可固定待测植物叶片，测量时只需将植物叶片固定装置与反射率和透射率测量端口配合即可，在切换反射率和透射率测量端口时，可保证同一植物叶片的反射率和透射率测量点不变。相对于传统的基于单积分球植物叶片反射率和透射率测量，本发明可以实现植物叶片的反射率和透射率的精确定点测量。
优选的，在所述第一夹片和第二夹片的内侧分别设有弹性保护层。
第一夹片和第二夹片的内侧是指第一夹片与第二夹片相对的一侧，该侧与待测植物叶片相接触。在第一夹片和第二夹片的内侧设置弹性保护层，可以使得待测植物叶片与两夹片柔性接触，避免破坏待测植物叶片。
优选的，所述的弹性保护层为泡沫保护层。
进一步优选的，所述的泡沫保护层的厚度为1～3mm。
优选的，所述的卡紧件为圆筒形弹力圈，圆筒形弹力圈的弹力既可为收缩弹力也可为扩张弹力。
圆筒形弹力圈的一端与第二夹片的外侧固定。这里第二夹片的外侧是与第二夹片的内侧相对而言的。
当圆筒形弹力圈的弹力为收缩弹力时，圆筒形弹力圈的最大内径略大于单积分球反射率和透射率测量端口的外径。在使用时，将圆筒形弹力圈套在单积分球的反射率和透射率测量端口外即可，利用圆筒形弹力圈的收缩弹力即可将植物叶片固定装置与单积分球的反射率和透射率测量端口固定。
当圆筒形弹力圈的弹力为扩张弹力时，圆筒形弹力圈的最小外径略小于单积分球反射率和透射率测量端口的内径。在使用时，将圆筒形弹力圈塞入单积分球测量端口内即可，利用圆筒形弹力圈向外扩张的弹力即可将植物叶片固定装置与单积分球反射率和透射率测量端口固定。
优选的，所述的第一夹片和第二夹片为两相互配合的环形磁铁。第一夹片和第二夹片通过磁力相互吸引夹紧待测植物叶片。
环形磁铁可以为永磁铁或电磁铁。
为了防止第一夹片和第二夹片之间的磁力过大而夹伤叶片，或磁力过小而对待测植物叶片夹持不足，优选的，将第一夹片和第二夹片之间的磁力大小设置为3～5N。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
使用本发明的植物叶片固定装置测量植物叶片的反射率时，只需将夹持着待测植物叶片的植物叶片固定装置固定在单积分球反射率测量端口上进行测量即可；在测量植物叶片的透射率时，将夹持着待测植物叶片的植物叶片固定装置固定在单积分球反射率测量端口上进行测量即可，无需将待测植物叶片从该固定装置上取下，因此植物叶片的反射率测量部位和透射率测量部位是相同的。该方法可以实现植物叶片样本的反射率和透射率信息的定点准确收集，相比较传统的测量方法，本发明植物叶片固定装置的使用可提高植物叶片光谱数据获取的精度，也能节省提高植物叶片反射率和透射率的测量效率。
附图说明
图1为植物叶片固定装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
如图1所示，植物叶片固定装置由第一夹片1和第二夹片2构成，第一夹片1和第二夹片2的主体为环形薄磁铁，两环形薄磁铁之间的磁力大小约为5N。环形薄磁铁既可以是永磁铁，也可以是电磁铁。
在第二夹片2的外侧配有圆筒形弹力圈3，第一夹片1、第二夹片2以及圆筒形弹力圈3三者同轴设置。
以弹力圈的扩张弹力为例，圆筒形弹力圈3的最小外径略小于单积分球反射率和透射率测量端口的内径，可与单积分球测量端口紧密配合，即将圆筒形弹力圈3塞入单积分球反射率和透射率测量端口内，由于圆筒形弹力圈3向外扩张的弹力即可实现植物叶片固定装置与单积分球测量系统的测量端口之间的固定。弹力圈为收缩弹力时，使用方法相似。
使用时，将待测植物叶片夹持在第一夹片1和第二夹片2之间，再通过圆筒形弹力圈3固定在单积分球测量系统的反射率和透射率测量端口上，第一夹片1、第二夹片2、圆筒形弹力圈3以及反射率和透射率测量端口可实现同轴心固定。
为了避免第一夹片1与第二夹片2破坏待测植物叶片的组织，在两夹片与待测植物叶片相接触的表面上均匀附着有泡沫保护层4，薄膜保护层的厚度为2mm，从而可实现夹片对待测植物叶片的柔性固定。
为了使用方便，在植物叶片固定装置上还设有手柄5。
测量植物叶片的反射率时，只需将夹持着待测植物叶片的植物叶片固定装置固定在单积分球反射率测量端口上进行测量即可；在测量植物叶片的透射率时，将夹持着待测植物叶片的植物叶片固定装置固定在单积分球反射率测量端口上进行测量即可，无需将待测植物叶片从固定装置上取下，这样植物样本从反射率测量端口转移到透射率测量端口时，不会因人为因素造成测量点不匹配，从而提高植物叶片光谱数据获取的精度。
以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于单积分球测量系统的植物叶片固定装置，其特征在于，包括第一夹片、第二夹片以及卡紧件；
所述第一夹片和第二夹片相互配合，用于夹持固定待测植物叶片；
所述卡紧件与单积分球的反射率和透射率测量端口相互配合，用于将所述植物叶片固定装置可拆卸地固定在单积分球的反射率和透射率测量端口上。
2.根据权利要求1所述的用于单积分球测量系统的植物叶片固定装置，其特征在于，在所述第一夹片和第二夹片的内侧分别设有弹性保护层。
3.根据权利要求1所述的用于单积分球测量系统的植物叶片固定装置，其特征在于，所述的弹性保护层为泡沫保护层。
4.根据权利要求3所述的用于单积分球测量系统的植物叶片固定装置，其特征在于，所述的泡沫保护层的厚度为1～3mm。
5.根据权利要求1所述的用于单积分球测量系统的植物叶片固定装置，其特征在于，所述的卡紧件为圆筒形弹力圈，圆筒形弹力圈的弹力可为收缩弹力或者扩张弹力。
6.根据权利要求1所述的用于单积分球测量系统的植物叶片固定装置，其特征在于，圆筒形弹力圈的弹力为收缩弹力，圆筒形弹力圈的最大内径略大于单积分球反射率和透射率测量端口的外径；或者，圆筒形弹力圈的弹力为扩张弹力，圆筒形弹力圈的最小外径略小于单积分球反射率和透射率测量端口的内径。
7.根据权利要求1所述的用于单积分球测量系统的植物叶片固定装置，其特征在于，所述的第一夹片和第二夹片为两相互配合的环形磁铁。
8.根据权利要求7所述的用于单积分球测量系统的植物叶片固定装置，其特征在于，所述的第一夹片和第二夹片之间的磁力大小为3～5N。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116577287A (zh) * 2023-07-12 2023-08-11 北京市农林科学院智能装备技术研究中心 植物叶片光谱采集系统、检测方法、装置及电子设备

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2174687Y (zh) * 1993-09-27 1994-08-17 南京理工大学 便携式农作物长势监测装置
JPH0815141A (ja) * 1994-06-24 1996-01-19 Satake Eng Co Ltd 葉の成分量測定方法及び装置
CN1657909A (zh) * 2005-03-30 2005-08-24 中国农业大学 一种测量散射光空间分布的方法和装置
CN201413193Y (zh) * 2009-06-10 2010-02-24 北京领先空间商用色彩研究中心 分光测色仪的探测器
CN102033055A (zh) * 2007-03-01 2011-04-27 浜松光子学株式会社 光检测装置以及样品架用夹具
CN203587493U (zh) * 2013-12-14 2014-05-07 中国科学院新疆生态与地理研究所 一种肉质化叶片暗适应叶夹装置
CN103940766A (zh) * 2014-05-06 2014-07-23 浙江大学 农产品组织光学特性检测装置
CN204789308U (zh) * 2015-07-08 2015-11-18 青岛市农业科学研究院 一种植物叶片光谱测量装置
CN205237894U (zh) * 2015-12-17 2016-05-18 四川农业大学 一种植物叶片暗适应夹具
CN206114506U (zh) * 2016-09-07 2017-04-19 上海泽泉科技股份有限公司 一种叶片固定器
CN206114507U (zh) * 2016-09-07 2017-04-19 上海泽泉科技股份有限公司 一种叶片固定装置
CN106770047A (zh) * 2017-01-09 2017-05-31 浙江大学 一种水稻叶片组织光学特性参数的反演方法和测量装置
CN206617395U (zh) * 2017-02-13 2017-11-07 向俊杰 一种新型可调式夹子
CN207636800U (zh) * 2017-12-11 2018-07-20 中国人民解放军63908部队 光学辐射标准单元用可调光阑组件
CN209542418U (zh) * 2019-01-21 2019-10-25 新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所(新疆维吾尔自治区新型肥料研究中心) 一种低成本暗适应叶夹
CN210090288U (zh) * 2019-03-22 2020-02-18 华南农业大学 植物叶片夹持装置

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2174687Y (zh) * 1993-09-27 1994-08-17 南京理工大学 便携式农作物长势监测装置
JPH0815141A (ja) * 1994-06-24 1996-01-19 Satake Eng Co Ltd 葉の成分量測定方法及び装置
CN1657909A (zh) * 2005-03-30 2005-08-24 中国农业大学 一种测量散射光空间分布的方法和装置
CN102033055A (zh) * 2007-03-01 2011-04-27 浜松光子学株式会社 光检测装置以及样品架用夹具
CN201413193Y (zh) * 2009-06-10 2010-02-24 北京领先空间商用色彩研究中心 分光测色仪的探测器
CN203587493U (zh) * 2013-12-14 2014-05-07 中国科学院新疆生态与地理研究所 一种肉质化叶片暗适应叶夹装置
CN103940766A (zh) * 2014-05-06 2014-07-23 浙江大学 农产品组织光学特性检测装置
CN204789308U (zh) * 2015-07-08 2015-11-18 青岛市农业科学研究院 一种植物叶片光谱测量装置
CN205237894U (zh) * 2015-12-17 2016-05-18 四川农业大学 一种植物叶片暗适应夹具
CN206114506U (zh) * 2016-09-07 2017-04-19 上海泽泉科技股份有限公司 一种叶片固定器
CN206114507U (zh) * 2016-09-07 2017-04-19 上海泽泉科技股份有限公司 一种叶片固定装置
CN106770047A (zh) * 2017-01-09 2017-05-31 浙江大学 一种水稻叶片组织光学特性参数的反演方法和测量装置
CN206617395U (zh) * 2017-02-13 2017-11-07 向俊杰 一种新型可调式夹子
CN207636800U (zh) * 2017-12-11 2018-07-20 中国人民解放军63908部队 光学辐射标准单元用可调光阑组件
CN209542418U (zh) * 2019-01-21 2019-10-25 新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所(新疆维吾尔自治区新型肥料研究中心) 一种低成本暗适应叶夹
CN210090288U (zh) * 2019-03-22 2020-02-18 华南农业大学 植物叶片夹持装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李晓冉: ""基于单积分球测量系统和反演策略的油菜叶片叶绿素分析研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 农业科技辑》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116577287A (zh) * 2023-07-12 2023-08-11 北京市农林科学院智能装备技术研究中心 植物叶片光谱采集系统、检测方法、装置及电子设备
CN116577287B (zh) * 2023-07-12 2023-10-20 北京市农林科学院智能装备技术研究中心 植物叶片光谱采集系统、检测方法、装置及电子设备

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