CN113686819A - 作物生长信息传感器的入射光路结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及作物生长信息传感器的入射光路结构，包括安装在壳体端部的入射光路罩体，所述入射光路罩体内设有至少一个光路通道，所述光路通道前端设置有供光透过并照射至所述壳体内腔的滤光片，后端设置有用于接收透过滤光片的光信号的接收器；所述光路通道中部为弧形结构。本发明通过将光路通道中部设为弧形结构，解决现有传感器中光反射不够充分导致的入射光线无法完全接收且传感器易受温度影响产生温漂的问题，克服现有技术的不足，达到提高监测数据准确性的效果。
Description
技术领域
本发明属于光学传感器监测领域，尤其涉及作物生长信息传感器的入射光路结构。
背景技术
作物生长信息传感器接收太阳的入射光和作物的反射光得到作物的反射率，进而获取作物的生长信息。传感器应该接收整个天空的太阳光，包括直射光和散射光，才能保证监测的准确性。现有的传感器，当阳光进入传感器内部时，因不同光线的入射角不同，部分光线被光路的侧壁吸收或重新反射进入天空，导致光信号的损失，从而影响传感器监测的准确性，进而影响着作物生长信息获取的可靠性。此外，传感器在野外工作时，阳光照射下传感器的内部温度很高，传感器在获取信号时产生温漂，导致传感器的性能不稳定，影响监测的准确性。为解决上述问题，设计了本发明。
发明内容
本发明通过将光路通道中部设为弧形结构，解决现有传感器中光反射不够充分的问题，克服现有技术的不足，达到提高数据准确性的效果。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
作物生长信息传感器的入射光路结构，包括安装在壳体端部的入射光路罩体，所述入射光路罩体内设有至少一个光路通道，所述光路通道前端设置有供光透过并照射至所述壳体内腔的滤光片，后端设置有用于接收透过滤光片的光信号的接收器；所述光路通道中部为弧形结构。
入射光路结构包括从滤光片至接收器的壳体内腔范围，包括至少一个令外部光线进入传感器的光路通道，通过在光路通道中设置带有弧形结构的腔体结构可使得入射光得到充分反射，提高光实验数据的准确性。
本发明的进一步改进方案是，所述光路通道有两个且互不透光，所述光路通道的所述前端和所述后端设为长条形，中部为球形。
本发明的进一步改进方案是，所述后端与接收器之间填充有不透光材料。
本发明的进一步改进方案是，所述不透光材料为黑色泡沫。
本发明的进一步改进方案是，所述光路通道的内壁镀有反光层。
所述反光层为银或铝或反光膜或反光标线漆材质。
本发明的进一步改进方案是，所述滤光片的前方安装有余弦校正器。
本发明的进一步改进方案是，所述壳体采用绝热材料且外壁镀有金属反光层。
本发明的进一步改进方案是，还包括位于所述壳体内的内壳，所述壳体与所述内壳之间设有抽为真空的空腔。
本发明的进一步改进方案是，所述入射光路罩体与所述壳体之间通过防脱承插的结构连接。
本发明所带来的有益效果有：
（1）入射光路结构包括从滤光片至接收器的壳体内腔范围，包括至少一个令外部光线进入传感器的光路通道，通过在光路通道中设置带有弧形结构的腔体结构可使得入射光得到充分反射，提高光实验数据的准确性。
（2）传感器通常需要设置两个滤光片，因此为了避免接收光信号时产生互相干扰的现象，光路通道需设置两个且互不透光，将内腔设为两端长条形中间球形的结构，同时达到更加充分的反射。
（3）在通道中填充不透光材料使得接收器在接收光信号时互不干扰，如填充黑色泡沫可以完全隔绝透光的可能。
（4）内壁镀上反光层的做法既配合了余弦校正器使得光散射的更全面，同时避免光能的吸收，减少光的损耗。
（5） 通过设置余弦校正器使得光散射的更全面，同时提高了传感器的精度。
（6）传感器在室外使用时会受到天气干扰，如温度较高时对于传感器来说容易发生温漂现象，影响监测数据的准确性，将外层的壳体设为绝热材料且镀有反光层或在壳体和内壳之间抽真空，均能很好的隔离热源向壳体内部的传递，减小测量误差。
（7）防脱承插的结构便于安装与拆卸壳体，方便检修和更换。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明装配于传感器的结构示意图；
图3为承接轴套的结构示意图；
图中：1-壳体；2-入射光路罩体；3-光路通道；31-反光层；4-滤光片；5-接收器；6-余弦校正器；7-不透光材料；8-承接轴套：81-弹性锁止件；9-环形导槽；10-内壳；11-空腔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1：
作物生长信息传感器的入射光路结构，传感器壳体1的端部安装有入射光路罩体2，入射光路罩体2内设有光路通道3、滤光片4、设在滤光片4后方的接收器5。滤光片4供光透过并照射至壳体1内腔内，接收器5用于接收透过滤光片4的光信号。光路通道3前端设有供光透过并照射至壳体1内腔的滤光片4，后端设有用于接收透过滤光片4的光信号的接收器5；光路通道3中部为弧形结构即接收器5与滤光片4之间至少有一段呈曲面状，本方案中，中部的弧形结构为球形，使得传感器接收到的光经过光路通道3的中部时充分散射。
本方案中，传感器为用于植物生长信息检测方面的传感器，通常设有两个滤光片4和两个接收器5，故本方案中光路通道3设有两个。为避免接收光信号时产生互相干扰现象，两个光路通道3外壁均采用不透光材质使得两者之间互不透光。光路通道3的前端和后端均设为长条形，接收器5位于后端的长条形中且两者之间填充不透光材料7谨防光线透出，本方案中的不透光材料7可选择黑色泡沫，使得接收器5与后端之间不透光配合。
为使入射光的反射能够更加充分，光路通道3的内壁均镀有反光层31，反光层31可选用银、铝等金属材质，也可以选用反光膜、反光标线漆等材质，以便对光线进行充分反射，同时减少光能的损耗。
为了达到更好的光谱辐射取样的效果，在滤光片4的前方还安装有余弦校正器6，用于散射入射光，配合光路通道3中球状的光路结构，使得光线收集效果更好。
实施例2：
本实施例2在实施例1的基础上对壳体1做了改进，以减少因传感器在室外受到温度干扰产生的温漂现象。
壳体1采用绝热材料，此外其外壁还镀有金属反光层。
其它均与上述相同，此处不予赘述。
实施例3：
本实施例2在实施例1或2的基础上继续对壳体1做出改变。壳体1内还设有内壳10，且在壳体1和内壳10之间设有抽为真空的空腔，减少热量传递，从而减少温漂现象带来的测量准确性下降的问题。
其它均与上述相同，此处不予赘述。
实施例4：
本实施例4在上述任一实施例的基础上做出改进，通过改进壳体1与入射光路罩体2之间的连接方式，达到方便拆卸和更换壳体1内部结构的效果。
入射光路罩体2与壳体1之间通过防脱承插的结构连接，入射光路罩体2的外周壁设有两段间隔设置的承接轴套8，承接轴套8开设有环形导槽9，壳体1或内壳10内周壁设有与承接轴套8对应的定位插槽，承接轴套8在环形导槽9的入口处设有弹性锁止件81，弹性锁止件81适用于定位插槽沿环形导槽9导入后卡合于定位插槽的端部并抵压。其中为了更加便于拆卸，弹性锁止件81端部两侧设为倾斜面，类似三角形的结构。
应该理解的是，入射光路罩体2在传感器中的整体比例较低，在壳体1设为不导热的情况下、入射光路罩体2对温漂现象的影响很微弱可忽略不计。
其它均与上述相同，此处不与赘述。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.作物生长信息传感器的入射光路结构，其特征在于：包括安装在壳体（1）端部的入射光路罩体（2），所述入射光路罩体（2）内设有至少一个光路通道（3），所述光路通道（3）前端设置有供光透过并照射至所述壳体（1）内腔的滤光片（4），后端设置有用于接收透过滤光片（4）的光信号接收器（5）；所述光路通道（3）中部为弧形结构。
2.根据权利要求1所述的作物生长信息传感器的入射光路结构，其特征在于：所述光路通道（3）有两个且互不透光，所述光路通道（3）的所述前端和所述后端设为长条形，中部为球形。
3.根据权利要求2所述的作物生长信息传感器的入射光路结构，其特征在于：所述后端与接收器（5）之间填充有不透光材料（7）。
4.根据权利要求3所述的作物生长信息传感器的入射光路结构，其特征在于：所述不透光材料（7）为黑色泡沫。
5.根据权利要求1至4任一项所述的作物生长信息传感器的入射光路结构，其特征在于：所述光路通道（3）的内壁镀有反光层（31）。
6.根据权利要求5所述的作物生长信息传感器的入射光路结构，其特征在于：所述反光层（31）为银或铝或反光膜或反光标线漆材质。
7.根据权利要求5所述的作物生长信息传感器的入射光路结构，其特征在于：所述滤光片（4）的前方安装有余弦校正器（6）。
8.根据权利要求6所述的作物生长信息传感器的入射光路结构，其特征在于：所述壳体（1）采用绝热材料且外壁镀有金属反光层。
9.根据权利要求6或7所述的作物生长信息传感器的入射光路结构，其特征在于：还包括位于所述壳体（1）内的内壳（10），所述壳体（1）与所述内壳之间设有抽为真空的空腔（11）。
10.根据权利要求1至4或6至8中任一项所述的作物生长信息传感器的入射光路结构，其特征在于：所述入射光路罩体（2）与所述壳体（1）之间通过防脱承插的结构连接。
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