CN210090309U - 激光诱导叶绿素荧光的多角度激发探测装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种激光诱导叶绿素荧光的多角度激发探测装置，包括多角度激发观测装置，激光光源装置和光纤探测装置，多角度激发观测装置包括方位圆盘、载物平台、光源入射天顶角支架和探测天顶角支架；载物平台连接在方位圆盘的中心，方位圆盘相对于载物平台转动，探测天顶角支架连接在方位圆盘上，并跟随方位圆盘转动；激光光源装置包括连接在光源入射天顶角支架上的激光器，激光器位于由水平方向和竖直方向之间形成的四分之一圆弧内的任意位置，激光器发射端对准载物平台的观测中心点设置；光纤探测装置包括连接在探测天顶角支架上的光纤探头。本申请具有多角度激发植物叶绿素荧光和多角度探测叶绿素荧光，获取荧光信息多和操作方便的特点。
Description
技术领域
本申请涉及观测装置技术领域，尤其涉及一种激光诱导叶绿素荧光的多角度激发探测装置。
背景技术
现有的，用激光照射植物的活体叶片,叶片被激发出的荧光可用来获取植物生长状态的相关信息,叶绿素荧光是叶绿素分子吸收光量子(主要指蓝光和红光)由激发状态向平衡状态转化而产生的一种主要光信号。通过观测装置获取叶绿素荧光的光谱信息，分析获取的光谱信息，从而实现无损、实时、准确的获取植物生长、生理、营养状态等生命信息,达到对植物生育状况的快速、客观、准确的诊断,用于指导生产。
然而，激光诱导叶绿素荧光的观测装置存在不足为：采用垂直于被测物的单一固定方向观测，获取叶绿素荧光的光谱信息量少，分析不够全面，精准度低。
实用新型内容
本申请的目的在于提供一种激光诱导叶绿素荧光的多角度激发探测装置，该多角度激发观测装置激光光源的入射天顶角可调节变化以实现多角度激发植物产生叶绿素荧光，光纤光谱仪的探测天顶角可调节变化以实现多角度探测叶绿素荧光，另外，相对方位角可调节变化，在载物平台上方的半球空间内进行观测，观测角度广，观测范围大，更加全面获取叶绿素荧光光谱信息。
为达到上述目的，本申请提供一种激光诱导叶绿素荧光的多角度激发探测装置，包括支架、多角度激发观测装置、激光光源装置和光纤探测装置，所述多角度激发观测装置包括方位圆盘、载物平台、光源入射天顶角支架和探测天顶角支架；
所述载物平台连接在所述方位圆盘的中心，所述方位圆盘可相对于所述载物平台转动，所述光源入射天顶角支架设置在所述方位圆盘一侧，所述探测天顶角支架连接在所述方位圆盘上，并跟随所述方位圆盘转动；所述激光光源装置包括连接在所述光源入射天顶角支架的激光器，所述激光器位于所述载物平台上方的半球空间内由水平方向和竖直方向之间形成的四分之一圆弧内的任意位置，所述激光器发射端对准所述载物平台的观测中心点设置；所述光纤探测装置包括固定连接在所述探测天顶角支架上的光纤探头，所述光纤探头位于所述载物平台上方的半球空间内由水平方向和竖直方向之间形成的四分之一圆弧内的任意位置，所述光纤探头对准载物平台的观测中心点设置。
如上的，其中，所述探测天顶角支架与所述方位圆盘之间转动连接，所述光纤探头的探测天顶角的取值范围为0-90度。
如上的，其中，所述探测天顶角支架连接有伺服驱动电机，所述伺服驱动电机电连接有控制器。
如上的，其中，所述光纤探头连接在所述探测天顶角支架上，所述光纤探头通过光纤连接有光谱仪。
如上的，其中，所述光源入射天顶角支架具有四分之一圆弧状的圆弧支架，所述激光器安装在所述圆弧支架的任意位置，激光器的入射天顶角的取值范围为0-90度。
如上的，其中，所述圆弧支架的圆弧中心与所述载物平台的中心重合。
如上的，其中，所述方位圆盘为圆盘状。
如上的，其中，所述方位圆盘的侧周壁上设有角度刻度线，角度刻度线的角度范围为0-360度。
如上的，其中，所述方位圆盘对应于所述载物平台下方设有圆形孔，所述圆形孔下方设有载物架。
如上的，其中，所述光谱仪连接有笔记本电脑。
本申请实现的有益效果如下：
(1)本申请的激光器用于从不同角度对植物激发叶绿素荧光，光纤探头用于探测被测物被照射后激发的叶绿素荧光信息，激光器的入射天顶角可调节变化以实现多角度激发植物叶绿素荧光，光纤探头的探测天顶角可调节变化以实现多角度探测叶绿素荧光，方位圆盘用于调节光纤探头的相对方位角，从而改变光纤探头的探测天顶角的空间角度，光纤探头可进行多角度的探测，获取叶绿素荧光信息更加全面。
(2)本申请的光纤探头和探测天顶角支架连接，探测天顶角支架连接有伺服驱动电机，伺服驱动电机自动驱动探测天顶角支架转动，探测天顶角支架带动光纤探头转动，操作起来方便可靠，伺服驱动电机驱动探测天顶角支架转动的精度较高，探测天顶角的精度可达到0.01度,提高了探测的精准度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的一种激光诱导叶绿素荧光的多角度激发探测装置的正面示意图。
图2为本实用新型的一种激光诱导叶绿素荧光的多角度激发探测装置的侧面示意图。
附图标记：1-多角度激发观测装置；2-方位圆盘；3-载物平台；4-激光光源装置；5-光纤探测装置；6-控制器；7-载物架；11-支腿；12-环形盘；41-激光器；42-圆弧支架；51-光纤探头；52-探测天顶角支架；53-伺服驱动电机； 54-探测架；55-光纤；56-光谱仪。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1和图2所示，本申请提供一种激光诱导叶绿素荧光的多角度激发探测装置，包括多角度激发观测装置1、激光光源装置4和光纤探测装置5，多角度激发观测装置1包括方位圆盘2、载物平台3、光源入射天顶角支架和探测天顶角支架52；载物平台3连接在方位圆盘2的中心，载物平台3固定不动，方位圆盘2可相对于载物平台3转动；激光光源装置4设置在方位圆盘2一侧，探测天顶角支架52连接在方位圆盘2上，并跟随方位圆盘2转动，激光光源装置4包括连接在所述光源入射天顶角支架上的激光器41，激光器41位于载物平台3上方的半球空间内由水平方向(如图2中X轴方向)和竖直方向(如图2 中Z轴方向)之间形成的四分之一圆弧内的任意位置，激光器41发射端对准载物平台3的观测中心点设置，激光器用于从不同角度对植物激发叶绿素荧光；光纤探测装置5包括固定连接探测天顶角支架52上的光纤探头51，光纤探头 51位于载物平台3上方的半球空间内由水平方向(如图2中X轴方向)和竖直方向(如图2中Z轴方向)之间形成的四分之一圆弧内的任意位置，光纤探头 51对准载物台3的观测中心点设置，激光器41所在圆弧的圆心和光纤探头51 所在圆弧的圆心均与载物平台3的圆心重合，方位圆盘2转动可带动探测天顶角支架52和光纤探头51在水平面内转动，从而改变光纤探头51的在空间位置，即改变光纤探头51探测天顶角的空间角度。
载物平台3上用于放置被观测物，被观测物为植物，激光器41发出激光束，激光束照射在被观测物上，选择合适的激光的波长，以获得需要的光谱信息，被测物在激光的激发下发出叶绿素荧光，光纤探测装置5探测叶绿素荧光的光谱信息。
如图1所示，探测天顶角支架52与方位圆盘2之间通过伺服驱动电机53 转动连接。探测天顶角支架52连接有伺服驱动电机53，伺服驱动电机53转动后带动探测天顶角支架52在方位圆盘2上转动。
如图1所示，伺服驱动电机53电连接有控制器6，通过控制器6控制伺服驱动电机53转动的圈数，从而控制探测天顶角支架52转动的角度。
如图1所示，光纤探头51固定连接在探测天顶角支架52上，探测天顶角支架52转动后带动光纤探头51转动，进而改变探测天顶角(如图2所示角b) 的大小，以实现多角度探测叶绿素荧光，进而可观测到不同的叶绿素荧光光谱信息，探测天顶角的取值范围为0-90度，探测天顶角的精度为可达到0.01度。探测天顶角也即光纤探头51与Z轴(如图2中所示)之间的夹角。
如图1所示，光纤探头51连接有光纤55，光纤55连接有光谱仪56，光纤 55的作用为光传导，光脉冲传送至光纤55后传送至光谱仪56，光纤55通过光谱仪56连接在笔记本电脑上，光谱仪56探测的叶绿素荧光信息传输在笔记本电脑的显示屏上。
如图2所示，光源入射天顶角支架具有四分之一圆弧状的圆弧支架42，优选的，圆弧支架42的圆弧中心与载物平台3的中心重合，激光器41通过连接件连接在圆弧支架42上的任意位置，激光器41的入射天顶角(如图2中所示角a)取值范围为0-90度，入射天顶角的精度可达到0.5度，当激光器41位于到圆弧支架42的不同位置时，入射天顶角均不同，可从不同角度激发植物产生叶绿素荧光，以实现多角度激发植物产生叶绿素荧光。
如图1所示，探测天顶角支架52上滑移连接有探测架54，探测架54平行于载物平台3的方向设置，光纤探头51设置在载物平台3的上方，并垂直于探测架54固定连接在探测架54的端部，当方位圆盘2转动时，探测架54绕如图 2中所示Z轴方向转动，从而改变光纤探头51的空间位置，探测架54的端部具有探测管，探测管中心具有无缝螺旋固定装置，光纤探头51朝下固定连接在该螺旋固定装置内。
优选的，探测架54可沿探测天顶角支架52上下滑动，优选的，滑动距离范围为0-1米，通过改变滑动距离可以改变光纤探头51的探测范围，从而满足对不同大小的植物进行荧光光谱测量与接收。
优选的，方位圆盘2为圆盘状,方位圆盘2包括固定不动的固定圆盘和可转动的圆环，圆环可相对于固定圆盘转动，探测天顶角支架52设置在可转动的圆环上，圆环转动后可带动探测天顶角支架52转动，圆盘状的方位圆盘2适于转动。
优选的，方位圆盘2的侧周壁上设有角度刻度线，角度刻度线用于记录方位圆盘2的相对方位角大小，相对方位角的大小等于方位圆盘2相对于初始状态转动的角度大小，相对方位角的取值范围为0-360度，相对方位角的精度可达到0.5度。
优选的，方位圆盘2对应于载物平台3下方设有圆形孔，圆形孔下方设有载物架7(如图1所示)，将载物平台3从方位圆盘2上取下后，可将较高的被观测物放置在载物架7上来观测。
如图1所示，多角度激发观测装置1还包括支腿11和环形盘12，支腿11 固定在环形盘12底部，方位圆盘2转动连接在环形盘12上，优选的，支腿11 包括三个支腿，三个支腿之间固定连接有固定架，固定架提高了支腿11的稳定性，支腿11支撑在环形盘12的底部，环形盘12用于支撑方位圆盘2。
优选的，叶绿素荧光光谱范围为200-1100nm，光谱分辨率为2nm，采用型号为AVASPEC2048L光谱仪，该光谱仪接收较弱光强信号较好，尤其是荧光信号，而且，该光谱仪测量结果稳定。
本申请实现的有益效果如下：
(1)本申请的激光器用于从不同角度对植物激发叶绿素荧光，光纤探测装置用于探测被测物被照射后激发的叶绿素荧光信息，激光器的入射天顶角可调节变化以实现多角度激发植物产生叶绿素荧光，光纤探头的探测天顶角可调节变化以实现多角度探测叶绿素荧光，方位圆盘用于调节光纤探头的相对方位角，从而改变光纤探头的探测天顶角的空间角度，光纤探头可进行多角度的探测，获取叶绿素荧光信息更加全面。
(2)本申请的光纤探头和探测天顶角支架连接，探测天顶角支架连接有伺服驱动电机，伺服驱动电机自动驱动探测天顶角支架转动，探测天顶角支架带动光纤探头转动，操作起来方便可靠，伺服驱动电机驱动探测天顶角支架转动的精度较高，探测天顶角的精度可达到0.01度,提高了探测的精准度。
以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种激光诱导叶绿素荧光的多角度激发探测装置，其特征在于，包括多角度激发观测装置、激光光源装置和光纤探测装置，
所述多角度激发观测装置包括方位圆盘、载物平台、光源入射天顶角支架和探测天顶角支架；
所述载物平台连接在所述方位圆盘的中心，所述方位圆盘可相对于所述载物平台转动，所述光源入射天顶角支架设置在所述方位圆盘一侧，所述探测天顶角支架连接在所述方位圆盘上，并跟随所述方位圆盘转动；
所述激光光源装置包括连接在所述光源入射天顶角支架上的激光器，所述激光器位于所述载物平台上方的半球空间内由水平方向和竖直方向之间形成的四分之一圆弧内的任意位置，所述激光器发射端对准所述载物平台的观测中心点设置；
所述光纤探测装置包括固定连接在所述探测天顶角支架上的光纤探头，所述光纤探头位于所述载物平台上方的半球空间内由水平方向和竖直方向之间形成的四分之一圆弧内的任意位置，所述光纤探头对准载物平台的观测中心点设置。
2.根据权利要求1所述的激光诱导叶绿素荧光的多角度激发探测装置，其特征在于，所述探测天顶角支架与所述方位圆盘之间转动连接，所述光纤探头的探测天顶角的取值范围为0-90度。
3.根据权利要求2所述的激光诱导叶绿素荧光的多角度激发探测装置，其特征在于，所述探测天顶角支架连接有伺服驱动电机，所述伺服驱动电机电连接有控制器。
4.根据权利要求3所述的激光诱导叶绿素荧光的多角度激发探测装置，其特征在于，所述光纤探头连接在所述探测天顶角支架上，所述光纤探头通过光纤连接有光谱仪。
5.根据权利要求1所述的激光诱导叶绿素荧光的多角度激发探测装置，其特征在于，所述光源入射天顶角支架具有四分之一圆弧状的圆弧支架，所述激光器安装在所述圆弧支架的任意位置，激光器的入射天顶角的取值范围为0-90度。
6.根据权利要求5所述的激光诱导叶绿素荧光的多角度激发探测装置，其特征在于，所述圆弧支架的圆弧中心与所述载物平台的中心重合。
7.根据权利要求1所述的激光诱导叶绿素荧光的多角度激发探测装置，其特征在于，所述方位圆盘为圆盘状。
8.根据权利要求7所述的激光诱导叶绿素荧光的多角度激发探测装置，其特征在于，所述方位圆盘的侧周壁上设有角度刻度线，角度刻度线的角度范围为0-360度。
9.根据权利要求7所述的激光诱导叶绿素荧光的多角度激发探测装置，其特征在于，所述方位圆盘对应于所述载物平台下方设有圆形孔，所述圆形孔下方设有载物架。
10.根据权利要求4所述的激光诱导叶绿素荧光的多角度激发探测装置，其特征在于，所述光谱仪连接有笔记本电脑。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920881968.8U CN210090309U (zh) | 2019-06-12 | 2019-06-12 | 激光诱导叶绿素荧光的多角度激发探测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201920881968.8U CN210090309U (zh) | 2019-06-12 | 2019-06-12 | 激光诱导叶绿素荧光的多角度激发探测装置 |
Publications (1)
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| CN210090309U true CN210090309U (zh) | 2020-02-18 |
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| CN (1) | CN210090309U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021212932A1 (zh) * | 2020-04-23 | 2021-10-28 | 江苏大学 | 一种作物群体冠层叶绿素荧光三维分布信息获取方法与装置 |
| US11327021B1 (en) | 2020-04-23 | 2022-05-10 | Jiangsu University | Method and device for crop canopy chlorophyll fluorescence three-dimensional distribution information acquisition |
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2019
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| WO2021212932A1 (zh) * | 2020-04-23 | 2021-10-28 | 江苏大学 | 一种作物群体冠层叶绿素荧光三维分布信息获取方法与装置 |
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