CN207439941U - 一种可移动可升降的植被冠层荧光多角度测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种可移动可升降的植被冠层荧光多角度测量装置由可升降基座架、天顶半圆弧轨道以及数据采集器组成。可升降基座架由三脚支撑架、可升降支撑竖杆、固定支撑横杆以及步进手摇器四部分组成，是由航空铝管包裹的合成塑料材质制成，具有体积小、重量轻、稳定性强的特点。天顶半圆弧轨道通过固定器装载在固定支撑横杆上，由转动电机控制，可在水平方向进行360度旋转。数据采集器由光谱仪探头、可滑动固定器、步进电机三部分组成。光谱仪探头架设在可滑动固定器上。可滑动固定器可通过步进电机带动在天顶半圆弧轨道上进行0‑90度滑动。该测量装置拆卸和组装简单，便携式强，非常适合在野外对不同植被冠层高度的荧光进行多角度测量。
Description
技术领域
本发明涉及一种可移动可升降的植被冠层荧光多角度测量装置，配合不同的载荷观测仪器，可以在不同角度上对植被冠层进行观测，从而获取不同类型植被的荧光数据，可在植被冠层荧光遥感反演建模与验证中发挥重要作用。
背景技术
光合作用提供植物所有物质代谢和能量代谢的基础，它包括一系列光物理、光化学和生物化学转变的复杂过程。植被通过光合作用将吸收光能传递、转换为电能的过程中，有一部分光能损耗后以较长波长的荧光方式释放。研究和探测这种自然条件下光合作用的荧光特性有十分重要的科学意义和应用价值。
自然条件下的叶绿素荧光和光合作用有着十分密切的关系。一方面，当植物被暴露在过强的光照条件下，荧光起着十分重要的保护作用，避免叶绿体吸收光能超过光合作用的消化能力，将强光灼伤的损失降低到最小；另一方面，自然条件下叶绿素荧光和光合速率是相互负关联的，光合速率较高，则荧光较弱，反之亦然。所以通过探测叶绿素荧光，可以间接了解植物的光合作用。
其次，作为植物健康状况的“探针”，自然条件下光合作用荧光特性与植物的营养和受胁迫程度密切相关。因此，通过植物光合作用的荧光特性探测可以了解植物的生理、生长、病害及受胁迫状态。
植被冠层荧光多角度观测是获取目标地物方向性荧光发射强度的主要方法之一。现有的各种植被荧光反演算法中，大都是基于地表为朗伯体的假设，故对植被荧光的反演带来较大的误差。因此，如何准确地获取不同观测角度的植被荧光数据得到了越来越多的重视。然而，现有的测量仪器都是将具有较小视场角的光谱探头固定在某一角度下进行测量，无法准确获取不同角度下的植被荧光数据，限制了植被荧光定量遥感反演的机理研究。因此，设计一种可移动可升降式的植被冠层荧光多角度测量装置，获取不同观测角度条件下植被冠层的荧光是本发明的主要出发点。
发明内容
针对现有荧光测量装置无法准确获取不同角度下的植被冠层荧光数据的问题，本发明的目的是设计一种可移动可升降的植被冠层荧光多角度测量装置，保证可以获取不同角度条件下植被冠层的荧光数据。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可移动可升降的植被冠层荧光多角度测量装置，其特征在于：包括可升降基座架、天顶半圆弧轨道和数据采集器，其中：
所述的可升降基座架包括三脚支撑架、可升降支撑竖杆、固定支撑横杆以及步进手摇器四部分，是由航空铝管包裹的合成塑料材质制成，具有高强度，高韧性，高耐温，重量轻的特点。
所述的天顶半圆弧轨道：包括半圆形导轨、固定器和转动电机，由航空铝管包裹的合成塑料制成，半圆形导轨通过固定器固定在支撑横杆上，由转动电机控制，可在水平方向进行360度旋转。
所述的数据采集器由光谱仪探头、可滑动固定器、步进电机三部分组成，光谱仪探头架设在可滑动固定器上，通过步进电机带动在天顶半圆弧轨道上进行0-90度滑动。
所述的可升降基座架由三条圆口型中空支撑腿以及中央固定器连接组成，每条支撑腿上部200mm处有脚架支撑杆，脚架支撑杆长100mm，每条支撑腿底端有一圆形脚垫，搬运时可以沿着支撑方向旋转收至支撑腿内侧，使用时可展开以加固基座架的稳定支撑作用，中央固定器为带孔合金环带，孔位以120°的间隔分布于合金环带正中，用于固定可升降支撑竖杆。
所述的可升降支撑竖杆为1.5米长的三节柱状升降杆，步进手摇器在可升降支撑竖杆的中部，通过连接内置的设备操控线进行杆的升降，竖杆内采用活塞摇摆行程冲气构造，该构造中的活塞选用高强度含石墨的聚四氟乙烯材料，一切的传动系统是关闭的，杆体和杆体之间有橡胶密封圈进行密封，顶端的一节杆体内呈180°对称分布有两排固定槽，用于固定支撑横杆，防止横杆转动。
所述的固定支撑横杆由1米长柱形中空杆与0.6米长柱形中空杆呈90°焊接而成，杆体连接附近有螺孔，加固斜杠通过螺孔连接于杆体两侧，形成稳定三角形，整个装置通过短杆插入可升降支撑竖杆最上一节来固定，短杆杆体上端设置有对称分布两排固定槽，与可升降支撑竖杆的固定槽对应。
所述的半圆弧轨道由4节工字型弧形轨道连接组成，为180°圆弧轨道，直径为100cm。
所述的光谱仪探头通过固定筒安装在可滑动固定器的固定板上，固定板为铲形合金板，铲头处有孔洞与固定筒契合，可通过螺孔将固定筒固定。
所述的固定筒为一直筒状方沿合金器，底部中心开有4mm小孔，可以固定在固定板上，直筒内可放置光谱仪探头。
附图说明
图1是本发明的总体设计框图
图2是本发明的可升降基座架示意图
图3是本发明的固定支撑横杆和转动电机连接示意图
图4是本发明的天顶半圆弧轨道、可滑动固定器及步进电机等示意图
图5是本发明的可升降支撑竖杆示意图
图6是本发明的一种可移动可升降的植被冠层荧光多角度测量装置示意图
1、 附图中：①基座架中央固定器，②地针，③连接斜杠，④转动电机，⑤固定器，⑥可滑动固定器，⑦光谱探头固定板，⑧固定筒，⑨光谱仪探头，⑩步进电机，⑪固定槽，⑫步进手摇器。
具体实施方式
利用一种可移动可升降的植被冠层荧光多角度测量装置进行植被冠层荧光多角度观测的具体步骤如下：
（1）如图2中，利用基座架中央固定器①将基座架支撑起来，将可支撑竖杆置入基座架中央固定器中，使用连接螺丝拧紧，同时将基座架腿中的地针②旋出，使之插入地内以加强基座架的稳固性；
（2）如图3中，将连接斜杠③通过螺丝安装在支撑横杆两杆臂上，同时将转动电机④与天顶半圆弧轨道通过固定器⑤固定在一起，确保转动电机④连接的天顶半圆弧轨道可以在水平方向进行0-360o旋转；
（3）如图4，将光谱仪探头⑨的光纤线拉长，沿着横竖支撑杆延展至观测装置顶端，再沿着可滑动固定器⑥插入光谱探头固定板⑦的固定筒⑧中，同时将外接电机线拉长，沿着横竖支撑杆延展至顶端，并分别与转动电机④和步进电机⑩相连；
（4）将固定支撑横杆的短杆对准可升降支撑竖杆的固定槽⑪，将短杆插入可升降支撑竖杆的最上一节，确保横杆不会左右转动；
（5）如图5中，通过步进手摇器⑫将观测装置调整到合适的高度，然后，启动转动电机④和步进电机⑩开始进行植被冠层荧光多角度测量。本发明的总体测量装置如图6所示。
本发明未详细阐述部分属于本领域技术人员的公知技术。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种可移动可升降的植被冠层荧光多角度测量装置，其特征在于：包括可升降基座架、天顶半圆弧轨道和数据采集器，其中：
所述的可升降基座架包括三脚支撑架、可升降支撑竖杆、固定支撑横杆以及步进手摇器四部分，是由航空铝管包裹的合成塑料材质制成，具有高强度，高韧性，高耐温，重量轻的特点；
所述的天顶半圆弧轨道：包括半圆形导轨、固定器和转动电机，由航空铝管包裹的合成塑料制成，半圆形导轨通过固定器固定在支撑横杆上，由转动电机控制，可在水平方向进行360度旋转；
所述的数据采集器由光谱仪探头、可滑动固定器、步进电机三部分组成，光谱仪探头架设在可滑动固定器上，通过步进电机带动在天顶半圆弧轨道上进行0-90度滑动。
2.根据权利要求1所述的一种可移动可升降的植被冠层荧光多角度测量装置，其特征在于：可升降基座架由三条圆口型中空支撑腿以及中央固定器连接组成，每条支撑腿上部200mm处有脚架支撑杆，脚架支撑杆长100mm，每条支撑腿底端有一圆形脚垫，搬运时可以沿着支撑方向旋转收至支撑腿内侧，使用时可展开以加固基座架稳定支撑作用，中央固定器为带孔合金环带，孔位以120°的间隔分布于合金环带正中，用于固定可升降支撑竖杆。
3.根据权利要求1所述的一种可移动可升降的植被冠层荧光多角度测量装置，其特征在于：可升降支撑竖杆为1.5米长的三节柱状升降杆，步进手摇器在可升降支撑竖杆的中部，通过连接内置的设备操控线进行杆的升降，竖杆内采用活塞摇摆行程冲气构造，该构造中的活塞选用高强度含石墨的聚四氟乙烯材料，一切的传动系统是关闭的，杆体和杆体之间有橡胶密封圈进行密封，顶端的一节杆体内呈180°对称分布有两排固定槽，用于固定支撑横杆，防止横杆转动。
4.根据权利要求1所述的一种可移动可升降的植被冠层荧光多角度测量装置，其特征在于：固定支撑横杆由1米长柱形中空杆与0.6米长柱形中空杆呈90°焊接而成，杆体连接附近有螺孔，加固斜杠通过螺孔连接于杆体两侧，形成稳定三角形，整个装置通过短杆插入可升降支撑竖杆最上一节来固定，短杆杆体上端设置有对称分布两排固定槽，与可升降支撑竖杆的固定槽对应。
5.根据权利要求1所述的一种可移动可升降的植被冠层荧光多角度测量装置，其特征在于：半圆弧轨道由4节工字型弧形轨道连接组成，为180°圆弧轨道，直径为100cm。
6.根据权利要求1所述的一种可移动可升降的植被冠层荧光多角度测量装置，其特征在于：光谱仪探头通过固定筒安装在可滑动固定器的固定板上，固定板为铲形合金板，铲头处有孔洞与固定筒契合，可通过螺孔将固定筒固定。
7.根据权利要求1所述的一种可移动可升降的植被冠层荧光多角度测量装置，其特征在于：固定筒为一直筒状方沿合金器，底部中心开有4mm小孔，可以固定在固定板上，直筒内可放置光谱仪探头。
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