CN117420275A - 光合速率检测装置、方法、存储介质和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种光合速率检测装置、方法、存储介质和电子设备，涉及气体检测技术领域，该装置包括气泵、流速计、叶室、气体检测单元、流量控制组件、CO2气源和控制单元，控制单元，用于根据每个检测周期对应的气体浓度变化量和该检测周期的气体流速，确定该检测周期对应的CO2消耗量，再针对每个检测周期，根据该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量，向气泵输入CO2，并根据每个检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量和该检测周期对应的CO2消耗量，确定该检测周期对应的光合速率。本公开能够在确定光合速率的同时，根据CO2消耗量，向气泵输入CO2，以补充气路中消耗的CO2，从而确保检测光合速率的准确度。
Description
技术领域
本公开涉及气体检测技术领域，具体地，涉及一种光合速率检测装置、方法、存储介质和电子设备。
背景技术
光合作用是地球上最重要的化学反应之一，光合作用所转化的能量是地球生命赖以生存的基础。在农业及林业等领域中，通常是通过检测植物的光合速率（光合速率是指光合作用固定二氧化碳或产生氧的速度）来研究植物的光合作用的。相关技术中，主要是采用基于闭路式检测方法的光合速率检测装置（如光合作用检测仪）来检测植物的光合速率。然而，当前的基于闭路式检测方法的光合速率检测装置检测光合速率的准确度较低。
发明内容
本公开的目的是提供一种光合速率检测装置、方法、存储介质和电子设备，用于解决当前光合速率检测装置检测光合速率的准确度较低的问题。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种光合速率检测装置，所述光合速率检测装置包括气泵、流速计、叶室、气体检测单元、流量控制组件、CO2气源和控制单元；所述叶室的内部容纳有待测植物；
所述气泵通过所述流速计与所述叶室连通，所述叶室通过所述气体检测单元与所述气泵连通，所述CO2气源通过所述流量控制组件与所述气泵连通；所述气泵、所述流速计、所述流量控制组件和所述气体检测单元分别与所述控制单元连接；
所述控制单元，用于在所述气泵泵气时，依次获取多个检测周期中每个所述检测周期对应的气体浓度变化量，以及所述流速计在每个所述检测周期检测到的气体流速；每个所述检测周期对应的气体浓度变化量为所述气体检测单元在该检测周期的起始时刻检测到的第一气体浓度与所述气体检测单元在该检测周期的终止时刻检测到的第二气体浓度之差；
所述控制单元，还用于根据每个所述检测周期对应的气体浓度变化量和该检测周期的气体流速，确定该检测周期对应的待测植物的CO2消耗量；
所述控制单元，还用于针对每个所述检测周期，根据该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量，通过所述流量控制组件控制所述CO2气源向所述气泵输入CO2；
所述控制单元，还用于针对每个所述检测周期，根据该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量和该检测周期对应的CO2消耗量，确定该检测周期对应的待测植物的光合速率。
可选地，所述控制单元还用于：
获取所述待测植物的检测时间段，以及所述待测植物的植物类型；
根据所述检测时间段的检测时长和所述植物类型，利用第一预设对应关系，确定周期时长；所述第一预设对应关系为所述检测时长、所述植物类型与所述周期时长之间的对应关系；
根据所述周期时长，将所述检测时间段划分为多个所述检测周期。
可选地，所述流量控制组件，用于针对每个所述检测周期，在该检测周期的起始时刻后的预设时长内，控制所述CO2气源向所述气泵输入与该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量等量的CO2。
可选地，所述控制单元用于：
针对每个所述检测周期，将该检测周期对应的CO2消耗量与该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量之和，作为该检测周期对应的目标消耗量；
根据每个所述检测周期对应的目标消耗量和所述待测植物的总叶片面积，确定每个所述检测周期对应的光合速率。
可选地，所述光合速率检测装置还包括第一环境检测组件和第二环境检测组件；所述第一环境检测组件设置在所述叶室的内部，所述第二环境检测组件设置在所述叶室的外部；所述第一环境检测组件和所述第二环境检测组件分别与所述控制单元连接；
所述第一环境检测组件，用于检测所述叶室的内部的第一环境参数；
所述第二环境检测组件，用于检测所述叶室的外部的第二环境参数；
所述第一环境参数包括第一光照强度、第一温湿度和第一气压，所述第二环境参数包括第二光照强度、第二温湿度和第二气压。
可选地，所述控制单元，还用于将所述第一光照强度和所述第二光照强度的差值作为目标光照强度，将所述第一温湿度和所述第二温湿度的差值作为目标温湿度，并将所述第一气压和所述第二气压的差值作为目标气压；
所述控制单元，还用于根据所述目标光照强度、所述目标温湿度和所述目标气压，利用第二预设对应关系，确定校正参数，并根据所述校正参数对所述光合速率进行校正，得到校正后的光合速率；所述第二预设对应关系为所述目标光照强度、所述目标温湿度、所述目标气压与所述校正参数之间的对应关系。
可选地，所述光合速率检测装置还包括模拟光源；所述模拟光源设置在所述叶室的内部，所述模拟光源与所述控制单元连接，所述模拟光源用于模拟所述叶室的外部的环境光；
所述控制单元，还用于根据所述目标光照强度，调整所述模拟光源的发光强度。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种光合速率检测方法，应用于第一方面中任一项所述的光合速率检测装置，所述方法包括：
在气泵泵气时，依次获取多个检测周期中每个所述检测周期对应的气体浓度变化量，以及流速计在每个所述检测周期检测到的气体流速；每个所述检测周期对应的气体浓度变化量为气体检测单元在该检测周期的起始时刻检测到的第一气体浓度与所述气体检测单元在该检测周期的终止时刻检测到的第二气体浓度之差；
根据每个所述检测周期对应的气体浓度变化量和该检测周期的气体流速，确定该检测周期对应的待测植物的CO2消耗量；
针对每个所述检测周期，根据该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量，通过流量控制组件控制CO2气源向所述气泵输入CO2；
针对每个所述检测周期，根据该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量和该检测周期对应的CO2消耗量，确定该检测周期对应的待测植物的光合速率。
可选地，在所述依次获取多个检测周期中每个所述检测周期对应的气体浓度变化量，以及流速计在每个所述检测周期检测到的气体流速之前，所述方法还包括：
获取所述待测植物的检测时间段，以及所述待测植物的植物类型；
根据所述检测时间段的检测时长和所述植物类型，利用第一预设对应关系，确定周期时长；所述第一预设对应关系为所述检测时长、所述植物类型与所述周期时长之间的对应关系；
根据所述周期时长，将所述检测时间段划分为多个所述检测周期。
可选地，所述针对每个所述检测周期，根据该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量，通过流量控制组件控制CO2气源向所述气泵输入CO2，包括：
针对每个所述检测周期，在该检测周期的起始时刻后的预设时长内，控制所述CO2气源向所述气泵输入与该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量等量的CO2。
可选地，所述针对每个所述检测周期，根据该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量和该检测周期对应的CO2消耗量，确定该检测周期对应的待测植物的光合速率，包括：
针对每个所述检测周期，将该检测周期对应的CO2消耗量与该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量之和，作为该检测周期对应的目标消耗量；
根据每个所述检测周期对应的目标消耗量和所述待测植物的总叶片面积，确定每个所述检测周期对应的光合速率。
可选地，第一环境参数包括第一光照强度、第一温湿度和第一气压，第二环境参数包括第二光照强度、第二温湿度和第二气压；所述第一环境参数为第一环境检测组件对所述叶室的内部进行检测得到的，所述第二环境参数为第二环境检测组件对所述叶室的外部进行检测得到的；所述方法还包括：
将所述第一光照强度和所述第二光照强度的差值作为目标光照强度，将所述第一温湿度和所述第二温湿度的差值作为目标温湿度，并将所述第一气压和所述第二气压的差值作为目标气压；
根据所述目标光照强度、所述目标温湿度和所述目标气压，利用第二预设对应关系，确定校正参数，并根据所述校正参数对所述光合速率进行校正，得到校正后的光合速率；所述第二预设对应关系为所述目标光照强度、所述目标温湿度、所述目标气压与所述校正参数之间的对应关系。
可选地，所述方法还包括：
根据所述目标光照强度，调整模拟光源的发光强度。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以上第二方面所述方法的步骤。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种电子设备，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现以上第二方面所述方法的步骤。
通过上述技术方案，本公开实施例提供的光合速率检测装置包括气泵、流速计、叶室、气体检测单元、流量控制组件、CO2气源和控制单元，控制单元，用于在气泵泵气时，依次获取每个检测周期对应的气体浓度变化量，以及每个检测周期检测到的气体流速，再根据每个检测周期对应的气体浓度变化量和该检测周期的气体流速，确定该检测周期对应的CO2消耗量，并针对每个检测周期，根据该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量，控制CO2气源向气泵输入CO2，最后针对每个检测周期，根据该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量和该检测周期对应的CO2消耗量，确定该检测周期对应的待测植物的光合速率。本公开中的光合速率检测装置能够在确定光合速率的同时，确定每个检测周期对应的CO2消耗量，并根据CO2消耗量，向气泵输入CO2，以补充气路中消耗的CO2，从而避免由于气路中CO2浓度下降对检测光合速率的影响，进而确保检测光合速率的准确度。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据一示例性实施例示出的一种光合速率检测装置的结构示意图；
图2是根据图1示出的另一种光合速率检测装置的结构示意图；
图3是根据图1示出的又一种光合速率检测装置的结构示意图；
图4是根据一示例性实施例示出的一种光合速率检测方法的流程图；
图5是根据一示例性实施例示出的另一种光合速率检测方法的流程图；
图6是根据图4示出的一种步骤204的流程图；
图7是根据一示例性实施例示出的又一种光合速率检测方法的流程图；
图8是根据一示例性实施例示出的又一种光合速率检测方法的流程图；
图9是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
图1是根据一示例性实施例示出的一种光合速率检测装置的结构示意图。如图1所示，该光合速率检测装置包括气泵11、流速计12、叶室13、气体检测单元14、流量控制组件15、CO2气源16和控制单元17。叶室13的内部容纳有待测植物。
气泵11通过流速计12与叶室13连通，叶室13通过气体检测单元14与气泵11连通，CO2气源16通过流量控制组件15与气泵11连通。气泵11、流速计12、流量控制组件15和气体检测单元14分别与控制单元17连接。
控制单元17，用于在气泵11泵气时，依次获取多个检测周期中每个检测周期对应的气体浓度变化量，以及流速计12在每个检测周期检测到的气体流速。其中，每个检测周期对应的气体浓度变化量为气体检测单元14在该检测周期的起始时刻检测到的第一气体浓度与气体检测单元14在该检测周期的终止时刻检测到的第二气体浓度之差。
控制单元17，还用于根据每个检测周期对应的气体浓度变化量和该检测周期的气体流速，确定该检测周期对应的待测植物的CO2消耗量。
控制单元17，还用于针对每个检测周期，根据该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量，通过流量控制组件15控制CO2气源16向气泵11输入CO2。
控制单元17，还用于针对每个检测周期，根据该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量和该检测周期对应的CO2消耗量，确定该检测周期对应的待测植物的光合速率。
示例地，采用基于闭路式检测方法的光合速率检测装置检测植物的光合速率，是将植物放置于封闭的叶室中，同时使气体检测单元与叶室之间形成闭合气路，并通过检测植物对CO2的消耗情况，来计算植物的光合速率。然而，在实际检测过程中，随着检测时间的逐渐增大，由于植物的光合作用，会使得闭合气路中的CO2浓度逐渐降低，导致植物的光合速率逐步下降，进而影响检测光合速率的准确度。为了避免闭合气路中的CO2浓度降低影响光合速率检测，可以根据气路中的CO2消耗量，向闭合气路输入一定量的CO2，以补充气路中消耗的CO2，从而减小CO2浓度降低对光合速率检测的影响，进而提高检测光合速率的准确度。
具体地，首先可以构建由气泵11、流速计12、叶室13、气体检测单元14、流量控制组件15、CO2气源16和控制单元17组成的光合速率检测装置。其中，气体检测单元14可以采用基于红外气体分析法原理的气体分析仪，流量控制组件15可以是流量控制器，CO2气源16可以是存储指定浓度CO2的储气罐。当需要检测待测植物的光合速率时，用户可以向控制单元17发送包括多个检测周期的检测指令，控制单元17在接收到检测指令后，可以先控制气泵11开始泵气，以向叶室13和气体检测单元14泵送空气。
其次，控制单元17可以按照多个检测周期来对待测植物进行光合速率检测，并依次获取每个检测周期对应的气体浓度变化量，以及流速计12在每个检测周期检测到的气体流速。之后控制单元17可以根据每个检测周期对应的气体浓度变化量和该检测周期的气体流速，利用第一预设公式，确定该检测周期对应的待测植物的CO2消耗量。其中，第一预设公式可以表示为：Ai = Fi·Δci，Ai为第i个检测周期对应的待测植物的CO2消耗量，Fi为第i个检测周期的气体流速，Δci为第i个检测周期对应的气体浓度变化量，i=1，2，3……。
然后，控制单元17可以针对每个检测周期，根据该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量，向流量控制组件15发送包括该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量的气体补充指令。流量控制组件15在接收到气体补充指令后，可以针对每个检测周期，控制CO2气源16向气泵11输入与该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量等量的CO2，以补充上一检测周期内待测植物所消耗的CO2，从而减小CO2浓度降低对光合速率检测的影响，提高检测光合速率的准确度。在实际情况中，流量控制组件15控制CO2气源16补充上一检测周期内所消耗的CO2需要一定的时间，为了避免补充CO2时间过长影响检测光合速率的准确度，控制单元17可以针对每个检测周期，在该检测周期的起始时刻后的预设时长内，控制CO2气源16向气泵11输入与该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量等量的CO2。其中，预设时长要小于每个检测周期的周期时长。
最后，控制单元17可以针对每个检测周期，将该检测周期对应的CO2消耗量与该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量之和（第一个检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量为0），作为该检测周期对应的目标消耗量。其中，每个检测周期对应的目标消耗量可以理解为在考虑了该检测周期内补充的CO2后，该检测周期内待测植物对CO2的实际消耗量。之后控制单元17可以根据每个检测周期对应的目标消耗量和待测植物的总叶片面积，确定每个检测周期对应的光合速率。例如，控制单元17可以根据每个检测周期对应的目标消耗量和待测植物的总叶片面积，利用第二预设公式，确定该检测周期对应的光合速率。
其中，第二预设公式可以表示为：Vi = ΔAi / s，Vi为第i个检测周期对应的待测植物的光合速率，ΔAi为第i个检测周期对应的目标消耗量，s为待测植物的总叶片面积。
综上所述，本公开实施例提供的光合速率检测装置包括气泵、流速计、叶室、气体检测单元、流量控制组件、CO2气源和控制单元，控制单元，用于在气泵泵气时，依次获取每个检测周期对应的气体浓度变化量，以及每个检测周期检测到的气体流速，再根据每个检测周期对应的气体浓度变化量和该检测周期的气体流速，确定该检测周期对应的CO2消耗量，并针对每个检测周期，根据该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量，控制CO2气源向气泵输入CO2，最后针对每个检测周期，根据该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量和该检测周期对应的CO2消耗量，确定该检测周期对应的待测植物的光合速率。本公开中的光合速率检测装置能够在确定光合速率的同时，确定每个检测周期对应的CO2消耗量，并根据CO2消耗量，向气泵输入CO2，以补充气路中消耗的CO2，从而避免由于气路中CO2浓度下降对检测光合速率的影响，进而确保检测光合速率的准确度。
可选地，控制单元17还用于：
获取待测植物的检测时间段，以及待测植物的植物类型。
根据检测时间段的检测时长和植物类型，利用第一预设对应关系，确定周期时长。其中，第一预设对应关系为检测时长、植物类型与周期时长之间的对应关系。
根据周期时长，将检测时间段划分为多个检测周期。
举例来说，用户也可以向控制单元17发送包括检测时间段和植物类型的检测指令。在气泵11开始泵气后，控制单元17可以根据检测时间段和植物类型，利用第一预设对应关系，确定周期时长，并根据周期时长将检测时间段划分为多个检测周期。其中，检测时间段是指光合速率检测装置对待测植物进行光合速率检测的时间范围，周期时长可以理解为根据待测植物的光合作用能力（即消耗CO2的能力，由植物类型决定）所确定的在尽可能减小CO2浓度降低对光合速率检测的影响的前提下，光合速率检测装置可以检测光合速率的时长。第一预设对应关系可以理解为一个预先设定好的关系表，该关系表用于反应每种植物类型的植物在不同检测时间段所对应的周期时长。例如，当检测时间段为13:00-13:30，且植物类型为杏属植物时，通过第一预设对应关系可以确定周期时长为5min，即将13:00-13:30划分为6个检测周期，每个检测周期的时长为5min。需要说明的是，通过将检测时间段划分为多个检测周期能够进一步减小CO2浓度降低对光合速率检测的影响，从而更准确的检测光合速率。
图2是根据图1示出的另一种光合速率检测装置的结构示意图。如图2所示，光合速率检测装置还包括第一环境检测组件18和第二环境检测组件19。第一环境检测组件18设置在叶室13的内部，第二环境检测组件19设置在叶室13的外部。第一环境检测组件18和第二环境检测组件19分别与控制单元17连接。
第一环境检测组件18，用于检测叶室13的内部的第一环境参数。
第二环境检测组件19，用于检测叶室13的外部的第二环境参数。
其中，第一环境参数可以包括第一光照强度、第一温湿度和第一气压，第二环境参数可以包括第二光照强度、第二温湿度和第二气压。
在一种场景中，叶室13内部的环境与叶室13外部的环境不同，这会使得检测到的光合速率与待测植物处于叶室13外部的环境下的光合速率存在差异。因此，可以通过检测叶室13内部的环境与叶室13外部的环境之间的差异，并根据检测到的环境之间的差异，对得到的光合速率进行校正，以使检测到的光合速率更加接近待测植物处于叶室13外部的环境下的光合速率，从而进一步提高光合速率检测装置检测光合速率的准确度。
具体地，光合速率检测装置还可以包括设置在叶室13内部的第一环境检测组件18和设置在叶室13外部的第二环境检测组件19。第一环境检测组件18可以检测叶室13的内部的第一环境参数，并将第一环境参数发送至控制单元17，同时第二环境检测组件19可以检测叶室13的外部的第二环境参数，并将第二环境参数发送至控制单元17。然后，控制单元17可以将第一光照强度和第二光照强度的差值作为目标光照强度，将第一温湿度和第二温湿度的差值作为目标温湿度，并将第一气压和第二气压的差值作为目标气压，之后控制单元17可以根据目标光照强度、目标温湿度和目标气压，利用第二预设对应关系，确定校正参数，并根据校正参数对光合速率进行校正，得到校正后的光合速率。例如，可以将校正参数与光合速率的乘积作为校正后的光合速率。
其中，第二预设对应关系为目标光照强度、目标温湿度、目标气压与校正参数之间的对应关系，第二预设对应关系可以理解为一个预先设定好的关系表，该关系表用于反应在不同目标光照强度、不同目标温湿度和不同目标气压下所对应的校正参数。例如，当目标光照强度为80lux、，目标温湿度为2℃、5%、，且目标气压为0Pa时（即当叶室13内外的光照强度之差为80lux，叶室13内外的温度之差为2℃，叶室13内外的湿度之差为5%，叶室13内外的气压差为0时），通过第二预设对应关系可以确定校正参数为0.9。
进一步的，为了避免无意义的光合速率校正，确保光合速率校正的校正效果，还可以在目标光照强度大于或等于预设光照强度阈值，目标温湿度大于或等于预设温湿度阈值，目标气压大于或等于预设气压阈值中至少一个条件满足的情况下，再通过校正参数对光合速率进行校正，得到校正后的光合速率。
图3是根据图1示出的又一种光合速率检测装置的结构示意图。如图3所示，光合速率检测装置还包括模拟光源110，模拟光源110设置在叶室13的内部，模拟光源110与控制单元17连接，模拟光源110用于模拟叶室13的外部的环境光。
控制单元17，还用于根据目标光照强度，调整模拟光源110的发光强度。
在另一种场景中，为了更准确的检测待测植物的光合速率，还可以在叶室13的内部设置有模拟光源110来模拟叶室13的外部的环境光（即模拟太阳光照条件），以使待测植物更加接近自然环境下的状态，从而随时根据需要进行光合速率检测。进一步的，在检测过程中，控制单元17还可以根据目标光照强度，调整模拟光源110的发光强度（即根据叶室13的内部和叶室13的外部的光照强度之差来调整模拟光源110的发光强度）。例如，控制单元17可以控制模拟光源110的供电电源的电压及电流，从而调节模拟光源110的发光强度，以使叶室13的内部的光照强度和叶室13的外部的光照强度一致。
综上所述，本公开实施例提供的光合速率检测装置包括气泵、流速计、叶室、气体检测单元、流量控制组件、CO2气源和控制单元，控制单元，用于在气泵泵气时，依次获取每个检测周期对应的气体浓度变化量，以及每个检测周期检测到的气体流速，再根据每个检测周期对应的气体浓度变化量和该检测周期的气体流速，确定该检测周期对应的CO2消耗量，并针对每个检测周期，根据该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量，控制CO2气源向气泵输入CO2，最后针对每个检测周期，根据该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量和该检测周期对应的CO2消耗量，确定该检测周期对应的待测植物的光合速率。本公开中的光合速率检测装置能够在确定光合速率的同时，确定每个检测周期对应的CO2消耗量，并根据CO2消耗量，向气泵输入CO2，以补充气路中消耗的CO2，从而避免由于气路中CO2浓度下降对检测光合速率的影响，进而确保检测光合速率的准确度。
图4是根据一示例性实施例示出的一种光合速率检测方法的流程图。如图4所示，应用于上述图1-图3中任一项的光合速率检测装置，该方法可以包括以下步骤：
步骤201，在气泵泵气时，依次获取多个检测周期中每个检测周期对应的气体浓度变化量，以及流速计在每个检测周期检测到的气体流速。其中，每个检测周期对应的气体浓度变化量为气体检测单元在该检测周期的起始时刻检测到的第一气体浓度与气体检测单元在该检测周期的终止时刻检测到的第二气体浓度之差。
步骤202，根据每个检测周期对应的气体浓度变化量和该检测周期的气体流速，确定该检测周期对应的待测植物的CO2消耗量。
步骤203，针对每个检测周期，根据该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量，通过流量控制组件控制CO2气源向气泵输入CO2。
步骤204，针对每个检测周期，根据该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量和该检测周期对应的CO2消耗量，确定该检测周期对应的待测植物的光合速率。
图5是根据一示例性实施例示出的另一种光合速率检测方法的流程图。如图5所示，在步骤201之前，该方法还可以包括以下步骤：
步骤205，获取待测植物的检测时间段，以及待测植物的植物类型。
步骤206，根据检测时间段的检测时长和植物类型，利用第一预设对应关系，确定周期时长。其中，第一预设对应关系为检测时长、植物类型与周期时长之间的对应关系。
步骤207，根据周期时长，将检测时间段划分为多个检测周期。
可选地，步骤203可以通过以下方式实现：
针对每个检测周期，在该检测周期的起始时刻后的预设时长内，控制CO2气源向气泵输入与该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量等量的CO2。
图6是根据图4示出的一种步骤204的流程图。如图6所示，步骤204可以包括以下步骤：
步骤2041，针对每个检测周期，将该检测周期对应的CO2消耗量与该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量之和，作为该检测周期对应的目标消耗量。
步骤2042，根据每个检测周期对应的目标消耗量和待测植物的总叶片面积，确定每个检测周期对应的光合速率。
图7是根据一示例性实施例示出的又一种光合速率检测方法的流程图。如图7所示，第一环境参数包括第一光照强度、第一温湿度和第一气压，第二环境参数包括第二光照强度、第二温湿度和第二气压。第一环境参数为第一环境检测组件对叶室的内部进行检测得到的，第二环境参数为第二环境检测组件对叶室的外部进行检测得到的。该方法还可以包括以下步骤：
步骤208，将第一光照强度和第二光照强度的差值作为目标光照强度，将第一温湿度和第二温湿度的差值作为目标温湿度，并将第一气压和第二气压的差值作为目标气压。
步骤209，根据目标光照强度、目标温湿度和目标气压，利用第二预设对应关系，确定校正参数，并根据校正参数对光合速率进行校正，得到校正后的光合速率。其中，第二预设对应关系为目标光照强度、目标温湿度、目标气压与校正参数之间的对应关系。
图8是根据一示例性实施例示出的又一种光合速率检测方法的流程图。如图8所示，该方法还可以包括以下步骤：
步骤210，根据目标光照强度，调整模拟光源的发光强度。
关于上述实施例中的方法，其中各个步骤执行操作的具体方式已经在有关该光合速率检测装置的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
综上所述，本公开实施例提供的光合速率检测方法，首先在气泵泵气时，依次获取多个检测周期中每个检测周期对应的气体浓度变化量，以及每个检测周期检测到的气体流速，然后根据每个检测周期对应的气体浓度变化量和该检测周期的气体流速，确定该检测周期对应的待测植物的CO2消耗量，并针对每个检测周期，根据该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量，控制CO2气源向气泵输入CO2，最后针对每个检测周期，根据该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量和该检测周期对应的CO2消耗量，确定该检测周期对应的待测植物的光合速率。本公开能够在确定光合速率的同时，确定每个检测周期对应的CO2消耗量，并根据CO2消耗量，向气泵输入CO2，以补充气路中消耗的CO2，从而避免由于气路中CO2浓度下降对检测光合速率的影响，进而确保检测光合速率的准确度。
图9是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。如图9所示，该电子设备300可以包括：处理器301，存储器302。该电子设备300还可以包括多媒体组件303，输入/输出（I/O）接口304，以及通信组件305中的一者或多者。
其中，处理器301用于控制该电子设备300的整体操作，以完成上述的光合速率检测方法中的全部或部分步骤。存储器302用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备300的操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备300上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器302可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory，简称SRAM），电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM），可擦除可编程只读存储器（Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM），可编程只读存储器（Programmable Read-Only Memory，简称PROM），只读存储器（Read-Only Memory，简称ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件303可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器302或通过通信组件305发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口304为处理器301和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件305用于该电子设备300与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信（Near FieldCommunication，简称NFC），2G、3G、4G、NB-IOT、eMTC、或其他5G等等，或它们中的一种或几种的组合，在此不做限定。因此相应的该通信组件305可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块等等。
在一示例性实施例中，电子设备300可以被一个或多个应用专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC）、数字信号处理器（DigitalSignal Processor，简称DSP）、数字信号处理设备（Digital Signal Processing Device，简称DSPD）、可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，简称PLD）、现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，简称FPGA）、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的光合速率检测方法。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的光合速率检测方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器302，上述程序指令可由电子设备300的处理器301执行以完成上述的光合速率检测方法。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (10)
1.一种光合速率检测装置，其特征在于，所述光合速率检测装置包括气泵、流速计、叶室、气体检测单元、流量控制组件、CO2气源和控制单元；所述叶室的内部容纳有待测植物；
所述气泵通过所述流速计与所述叶室连通，所述叶室通过所述气体检测单元与所述气泵连通，所述CO2气源通过所述流量控制组件与所述气泵连通；所述气泵、所述流速计、所述流量控制组件和所述气体检测单元分别与所述控制单元连接；
所述控制单元，用于在所述气泵泵气时，依次获取多个检测周期中每个所述检测周期对应的气体浓度变化量，以及所述流速计在每个所述检测周期检测到的气体流速；每个所述检测周期对应的气体浓度变化量为所述气体检测单元在该检测周期的起始时刻检测到的第一气体浓度与所述气体检测单元在该检测周期的终止时刻检测到的第二气体浓度之差；
所述控制单元，还用于根据每个所述检测周期对应的气体浓度变化量和该检测周期的气体流速，确定该检测周期对应的待测植物的CO2消耗量；
所述控制单元，还用于针对每个所述检测周期，根据该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量，通过所述流量控制组件控制所述CO2气源向所述气泵输入CO2；
所述控制单元，还用于针对每个所述检测周期，根据该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量和该检测周期对应的CO2消耗量，确定该检测周期对应的待测植物的光合速率。
2.根据权利要求1所述的光合速率检测装置，其特征在于，所述控制单元还用于：
获取所述待测植物的检测时间段，以及所述待测植物的植物类型；
根据所述检测时间段的检测时长和所述植物类型，利用第一预设对应关系，确定周期时长；所述第一预设对应关系为所述检测时长、所述植物类型与所述周期时长之间的对应关系；
根据所述周期时长，将所述检测时间段划分为多个所述检测周期。
3.根据权利要求1所述的光合速率检测装置，其特征在于，所述流量控制组件，用于针对每个所述检测周期，在该检测周期的起始时刻后的预设时长内，控制所述CO2气源向所述气泵输入与该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量等量的CO2。
4.根据权利要求1所述的光合速率检测装置，其特征在于，所述控制单元用于：
针对每个所述检测周期，将该检测周期对应的CO2消耗量与该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量之和，作为该检测周期对应的目标消耗量；
根据每个所述检测周期对应的目标消耗量和所述待测植物的总叶片面积，确定每个所述检测周期对应的光合速率。
5.根据权利要求1所述的光合速率检测装置，其特征在于，所述光合速率检测装置还包括第一环境检测组件和第二环境检测组件；所述第一环境检测组件设置在所述叶室的内部，所述第二环境检测组件设置在所述叶室的外部；所述第一环境检测组件和所述第二环境检测组件分别与所述控制单元连接；
所述第一环境检测组件，用于检测所述叶室的内部的第一环境参数；
所述第二环境检测组件，用于检测所述叶室的外部的第二环境参数；
所述第一环境参数包括第一光照强度、第一温湿度和第一气压，所述第二环境参数包括第二光照强度、第二温湿度和第二气压。
6.根据权利要求5所述的光合速率检测装置，其特征在于，所述控制单元，还用于将所述第一光照强度和所述第二光照强度的差值作为目标光照强度，将所述第一温湿度和所述第二温湿度的差值作为目标温湿度，并将所述第一气压和所述第二气压的差值作为目标气压；
所述控制单元，还用于根据所述目标光照强度、所述目标温湿度和所述目标气压，利用第二预设对应关系，确定校正参数，并根据所述校正参数对所述光合速率进行校正，得到校正后的光合速率；所述第二预设对应关系为所述目标光照强度、所述目标温湿度、所述目标气压与所述校正参数之间的对应关系。
7.根据权利要求6所述的光合速率检测装置，其特征在于，所述光合速率检测装置还包括模拟光源；所述模拟光源设置在所述叶室的内部，所述模拟光源与所述控制单元连接，所述模拟光源用于模拟所述叶室的外部的环境光；
所述控制单元，还用于根据所述目标光照强度，调整所述模拟光源的发光强度。
8.一种光合速率检测方法，其特征在于，应用于权利要求1-7中任一项所述的光合速率检测装置，所述方法包括：
在气泵泵气时，依次获取多个检测周期中每个所述检测周期对应的气体浓度变化量，以及流速计在每个所述检测周期检测到的气体流速；每个所述检测周期对应的气体浓度变化量为气体检测单元在该检测周期的起始时刻检测到的第一气体浓度与所述气体检测单元在该检测周期的终止时刻检测到的第二气体浓度之差；
根据每个所述检测周期对应的气体浓度变化量和该检测周期的气体流速，确定该检测周期对应的待测植物的CO2消耗量；
针对每个所述检测周期，根据该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量，通过流量控制组件控制CO2气源向所述气泵输入CO2；
针对每个所述检测周期，根据该检测周期的上一检测周期对应的CO2消耗量和该检测周期对应的CO2消耗量，确定该检测周期对应的待测植物的光合速率。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求8所述方法的步骤。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现权利要求8所述方法的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |