CN207456612U - 一种基于红外辐射的植物叶片温度测量设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于红外辐射的植物叶片温度测量设备，包括暗箱、红外辐射器、叶片固定器、电池、光路通道、红外测温仪；暗箱为单侧开放的黑色不透明箱体；暗箱内部设有电池；叶片固定器安装在电池上方；红外辐射器的一端插入暗箱预留的圆孔中，另一端与光路通道的一端相连，光路通道的另一端连接红外测温仪；叶片固定器包括磁性压头、底板、限位杆、限位挡板；限位杆的下端与底板相连，限位杆上端与限位挡板相连，在限位杆上设有磁性压头。本实用新型所述的一种基于红外辐射的植物叶片温度测量设备，操作简单、反应迅速、便于携带，能精确测量植物叶片温度。

Description

一种基于红外辐射的植物叶片温度测量设备

技术领域

本实用新型属于测量技术领域，尤其是涉及一种基于红外辐射的植物叶片温度测量设备。

背景技术

在现代植物学中，植物叶片温度是一个非常重要的参数，通常可以通过测量植物叶片的温度来计算植物的缺水情况、植物蒸腾作用和呼吸作用的强弱，甚至可以用来推测植物的染病情况。

现阶段植物叶片温度测量方法可以分为两大类，接触式测温和非接触式测温。其中接触式测温法操作复杂，但是应用较广，原因是非接触式测温存在诸多影响因素，例如植物叶片透光率过高，叶片与探测光线存在倾斜角等。

所以，研发一种精确的非接触式植物叶片温度测量装置能填补现有技术空白，方便科研人员使用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种基于红外辐射的植物叶片温度测量设备，以实现植物叶片的精准化非接触式测温。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种基于红外辐射的植物叶片温度测量设备，包括暗箱、红外辐射器、叶片固定器、电池、光路通道、红外测温仪；所述暗箱为单侧开放的黑色不透明箱体；所述暗箱内部设有电池，所述电池能为暗箱内工作部件提供电力支持；所述叶片固定器安装在所述电池上方；所述红外辐射器的一端插入暗箱预留的圆孔中，另一端与所述光路通道的一端相连，光路通道的另一端连接红外测温仪；所述叶片固定器包括磁性压头、底板、限位杆、限位挡板；所述底板内部设有能通过控制电流大小而改变磁力大小的电磁铁，所述电磁铁与所述磁性压头呈磁力相斥状态；所述限位杆的下端与所述底板相连，所述限位杆上端与所述限位挡板相连，在限位杆上设有可沿限位杆上下移动的磁性压头，限位挡板能限制磁性压头竖直方向的移动上限；当电磁铁通电时，磁性压头会因排斥力而向上移动，远离底板，从而方便待测叶片进入，当叶片进入后，减弱通入所述电磁铁的电流，则磁性压头下压，对叶片进行固定。

进一步的，在所述磁性压头下表面装有硅胶压头，在所述底板上表面覆盖有硅胶软膜；当所述叶片固定器对待测叶片进行固定时，硅胶压头和硅胶软膜能有效防止叶片受损。

进一步的，所述光路通道包括若干弯头光管和若干直光管；所述弯头光管为90°弯曲的管道，在其弯头处还设有与水平面呈45°夹角的光反射镜；将弯头光管和直光管进行拼接，能实现光路通道的弯折。

进一步的，所述红外辐射器包括发射端口、接收端口和连接管道；所述接收端口与连接管道相连，并位于所述连接管道插入暗箱一端的中心处，所述发射端口与连接管道相连，并呈环状均布于接收端口的周围。

进一步的，所述红外辐射器位于所述叶片固定器的正上方，所述发射端口能将红外辐射垂直照射到待测叶片上，增加测温的准确性。

进一步的，所述弯头光管和直光管之间，所述红外辐射器和光路通道之间，所述光路通道和红外测温仪之间的连接，均采用螺纹连接，在各装置连接部位均设有螺纹；螺纹外部均覆有软胶涂层，软胶涂层能显著增强螺纹连接的密封性，减少光路沿程损失。

进一步的，所述限位杆为四棱柱，所述磁性压头上设有预留的方孔；限位杆穿过磁性压头上的方孔能实现磁性压头沿限位杆上下移动，同时能够防止磁性压头水平方向转动。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种基于红外辐射的植物叶片温度测量设备具有以下优势：

本实用新型所述的一种基于红外辐射的植物叶片温度测量设备，能利用红外辐射快速测定植物叶片温度，不伤害被测物体；本实用新型采取多段的、可拆装的光路通道，能适应各种工作环境，同时拆卸后便于携带；本装置能有效减少叶片的透光率，并使红外辐射垂直照射在待测叶片上，提升了非接触式测温的精确程度。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的一种基于红外辐射的植物叶片温度测量设备外观示意图；

图2为本实用新型实施例所述的暗箱结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的叶片固定器结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述的直光管结构示意图；

图5为本实用新型实施例所述的弯头光管结构示意图；

图6为本实用新型实施例所述的红外测温仪组成示意图。

附图标记说明：

1-暗箱；2-弯头光管；3-直光管；4-红外测温仪；5-叶片固定器；21-光反射镜；11-接收端口；12-发射端口；13-电池；14-红外辐射器；51-限位杆；52-限位挡板；53-磁性压头；54-硅胶压头；55-底板；41-触摸显示屏；42-控制开关；43-光学部件；44-光电转换器；45-红外探测器；46-存储器；47-测温电池；48-补偿电路；49-数据处理器；410-成像器；411-通信模块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如附图所示，一种基于红外辐射的植物叶片温度测量设备，包括暗箱1、红外辐射器14、叶片固定器5、电池13、光路通道、红外测温仪4；暗箱1为单侧开放的黑色不透明箱体；暗箱1内部设有电池13，叶片固定器5安装在电池13上方；红外辐射器14的一端插入暗箱1预留的圆孔中，另一端与光路通道的一端相连，光路通道的另一端连接红外测温仪4。红外辐射器14包括发射端口12、接收端口11和连接管道；所述接收端口11与连接管道相连，并位于所述连接管道插入暗箱1一端的中心处，所述发射端口12与连接管道相连，并呈环状均布于接收端口11的周围。；红外辐射器14位于叶片固定器5的正上方，发射端口12能将红外辐射垂直照射到待测叶片上，增加测温的准确性；电池13为发射端口12、接收端口11和叶片固定器5提供电能。

叶片固定器5包括磁性压头53、底板55、限位杆51、限位挡板52；所述底板55内部设有能通过控制电流大小而改变磁力大小的电磁铁，电磁铁与磁性压头53呈磁力相斥状态；限位杆51限位杆51为四棱柱其下端与底板55相连，上端与限位挡板52相连，在限位杆51上设有可沿限位杆51上下移动的磁性压头53，由于磁性压头53上设有预留的方孔，所以限位杆51能够防止磁性压头53水平方向转动，限位挡板52能限制磁性压头53竖直方向的移动上限；当电磁铁通电时，磁性压头53会因排斥力而向上移动，远离底板55，从而方便待测叶片进入，当叶片进入后，减弱通入所述电磁铁的电流，则磁性压头53下压，对叶片进行固定；磁性压头53下表面装有硅胶压头54，在底板55上表面覆盖有硅胶软膜；当叶片固定器5对待测叶片进行固定时，硅胶压头54和硅胶软膜能有效防止叶片受损。

光路通道包括若干弯头光管2和若干直光管3；弯头光管2为90°弯曲的管道，在其弯头处还设有与水平面呈45°夹角的光反射镜21；将弯头光管2和直光管3进行拼接，能实现光路通道的弯折；弯头光管2和直光管3之间，红外辐射器14和光路通道之间，光路通道和红外测温仪4之间的连接，均采用螺纹连接，在各装置连接部位均设有螺纹；螺纹外部均覆有软胶涂层，软胶涂层能显著增强螺纹连接的密封性，减少光路沿程损失。

红外测温仪4可以采用市场上的现有产品，比如Flirtg-165系列红外测温仪，也可以采用以下技术方案完成。红外测温仪4包括触摸显示屏41、控制开关42、光学部件43、红外探测器45、光电转换器44、补偿电路48、成像器410、储存器、数据处理器49、通信模块411、测温电池47；触摸显示屏41位于红外测温仪的正面中心，在触摸显示屏41一侧设有用于开关红外测温仪的控制开关42；测温电池47能为红外测温仪4提供能源；光学部件43和红外探测器45能接收光信号，光电转换器44能将光信号转化为电信号；补偿电路48用于补偿红外辐射传递产生的沿程损失；成像器410能将电信号转化为红外辐射热感图；数据处理器49能分析热感图内容，将图像信息转化为文字信息；通信模块411能实现红外测温仪4与外界的信息交换。

本实用新型实施例中所述的红外测温仪为现有技术，其内部组件连接及构造不再赘述。

到达测试地点后，根据现场情况将若干弯头光管2和若干直光管3组装成光路通道。组装完毕后将光路通道和暗箱1以及红外测温仪4连接起来，随后将暗箱1靠近待测叶片，此时给叶片固定器5通入一个较强的电流，让磁性压头53尽可能远离底板55。当叶片放置在合适的位置后，减小叶片固定器5的电流，让硅胶压头54与底板55软硅胶膜夹住待测叶片。在这之后开启红外辐射器14和红外测温仪4，发射端口12对植物叶片发射红外辐射，接收端口11将叶片反射回的红外辐射进行吸收，反馈回来的红外辐射经光路通道传递到红外测温仪4的光学部件43中，光学部件43将对反馈的辐射进行凝聚。凝聚后的红外辐射传递给红外探测器45进行识别，识别过后通过光电转换器44将光信号转化为电信号，电信号通过补偿电路48对沿程损失进行补偿，之后电信号通过成像器410转化为红外热感图。数据处理器49从热感图中读出叶片温度，并将图像与数据同步传输至触摸显示屏41和存储器46中。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于红外辐射的植物叶片温度测量设备，其特征在于：包括暗箱(1)、红外辐射器(14)、叶片固定器(5)、电池(13)、光路通道、红外测温仪(4)；所述暗箱(1)为单侧开放的黑色不透明箱体；所述暗箱(1)内部设有电池(13)；所述叶片固定器(5)安装在所述电池(13)上方；所述红外辐射器(14)的一端插入暗箱(1)预留的圆孔中，另一端与所述光路通道的一端相连，光路通道的另一端连接红外测温仪(4)；所述叶片固定器(5)包括磁性压头(53)、底板(55)、限位杆(51)、限位挡板(52)；所述底板(55)内部设有能通过控制电流大小而改变磁力大小的电磁铁，所述电磁铁与所述磁性压头(53)磁力相斥；所述限位杆(51)的下端与所述底板(55)相连，所述限位杆(51)上端与所述限位挡板(52)相连，在限位杆(51)上设有能沿限位杆(51)上下移动的磁性压头(53)。

2.根据权利要求1所述的一种基于红外辐射的植物叶片温度测量设备，其特征在于：所述磁性压头(53)下表面装有硅胶压头(54)，在所述底板(55)上表面覆盖有硅胶软膜。

3.根据权利要求1所述的一种基于红外辐射的植物叶片温度测量设备，其特征在于：所述光路通道包括若干弯头光管(2)和若干直光管(3)；所述弯头光管(2)为90°弯曲的管道，在其弯头处还设有与水平面呈45°夹角的光反射镜(21)。

4.根据权利要求1所述的一种基于红外辐射的植物叶片温度测量设备，其特征在于：所述红外辐射器(14)包括发射端口(12)、接收端口(11)和连接管道；所述接收端口(11)与连接管道相连，并位于所述连接管道插入暗箱(1)一端的中心处，所述发射端口(12)与连接管道相连，并呈环状均布于接收端口(11)的周围。

5.根据权利要求1所述的一种基于红外辐射的植物叶片温度测量设备，其特征在于：所述红外辐射器(14)位于所述叶片固定器(5)的正上方。

6.根据权利要求3所述的一种基于红外辐射的植物叶片温度测量设备，其特征在于：所述弯头光管(2)和直光管(3)之间，所述红外辐射器(14)和光路通道之间，所述光路通道和红外测温仪(4)之间的连接，均采用螺纹连接，在各装置连接部位均设有螺纹；螺纹外部均覆有软胶涂层。

7.根据权利要求1所述的一种基于红外辐射的植物叶片温度测量设备，其特征在于：所述限位杆(51)为四棱柱，所述磁性压头(53)上设有预留的方孔。