CN211235514U - 一种油茶果户外光谱采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油茶果户外光谱采集装置，包括五面体暗箱、卤素灯、夹持装置、支撑台、连接板和三脚架，五面体暗箱前面和后面均设有滑道和滑门，五面体暗箱左面设有孔一和孔二，滑门为对开式滑门，对开式滑门的边缘设有半圆形孔三，孔二上插接有夹持装置，夹持装置用于夹持从孔一进入的光纤，卤素灯设置在五面体暗箱四角的灯座上，连接板与三脚架连接，连接板还连接有用于支撑油茶果的支撑台，五面体暗箱放置于连接板上，连接板的前端和后端均设有开槽，开槽用于使滑门从开槽下方通过至滑道内。本实用新型可防止少量自然光混入暗箱内；能保证每次光谱采集实验环境的严格一致性，从而保证所获取数据的稳定性与准确性；使用成本低，装拆方便。

Description

一种油茶果户外光谱采集装置

技术领域

本实用新型属于光谱采集技术领域，具体涉及一种油茶果户外光谱采集装置。

背景技术

油茶是我国的主要木本油料树种，油茶果的产量和茶油的品质是油茶生产环节中的重要内容。油茶果的采收时间是影响其含油率和茶油品质的重要因素，采摘过早，茶籽未充分成熟，水分多，含油率低，油质差；而采摘过晚，含油率下降，茶果开裂，茶籽散落，捡拾费时费力。

近年来，利用可见/近红外光谱技术对林果成熟度和内部品质进行精准检测的研究越来越多，但大多是将林果从果树上采摘下来进行室内的光谱检测，少有对生长在果树上的林果进行户外光谱的长期观测，进而对不同生长阶段的林果光谱信息进行分析，结合各项理化参数，寻求林果成熟度和内部品质随生长时间的变化规律。

在户外进行林果光谱特征采集时，由于自然光的强度和角度会对光谱数据造成较大干扰，常用的做法是采用暗箱装置屏蔽自然光，并用辅助光源代替自然光作为光谱检测系统的光源。由此带来两个问题：第一，暗箱装置过于简便，会混入少量外界光，且无法保证每次检测时光纤探头与林果表面采样点的距离不变，也无法保证辅助光源发出的光到采样点的反射角度不变；第二，若采用二合一光纤外加光源发生器，价格昂贵，成本过高。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述已有技术存在的问题，设计一种用于油茶果户外光谱采集装置，本用于油茶果户外光谱采集装置可防止少量自然光混入暗箱内；能保证每次光谱采集实验环境的严格一致性，从而保证所获取数据的稳定性与准确性；使用成本低，且装拆方便。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种油茶果户外光谱采集装置，包括五面体暗箱、卤素灯、夹持装置、支撑台、连接板和三脚架，所述五面体暗箱前面和后面均设有滑道和滑门，所述五面体暗箱左面设有孔一和孔二，所述滑门与滑道滑动连接，滑门为对开式滑门，对开式滑门的边缘设有半圆形孔三，孔三用于树枝入口和出口，所述孔一用于光纤入口，孔二上插接有夹持装置且夹持装置的夹持端位于五面体暗箱内侧，所述夹持装置用于夹持从孔一进入的光纤，所述卤素灯设置在五面体暗箱四角的灯座上，所述连接板的底部与三脚架的顶部连接，所述连接板的顶部连接有用于支撑油茶果的支撑台，所述五面体暗箱放置于连接板上，所述连接板的前端和后端均设有开槽，所述开槽用于使滑门从连接板的开槽下方通过至滑道内。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，还包括开关，多个所述卤素灯并联接入开关，所述开关用于控制每个卤素灯的通断照明，所述开关安装在所述五面体暗箱的顶部。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述夹持装置包括摇杆、夹具体一和夹具体二，所述摇杆与夹具体一通过紧固螺钉一连接，所述夹具体二与夹具体一通过铰链销转动连接，所述夹具体二的端部设有孔四和紧固螺钉二，所述紧固螺钉二垂直旋入孔四内且紧固螺钉二用于固定从孔四内穿过的光纤，所述摇杆插在孔二上且夹具体一和夹具体二均位于五面体暗箱内侧。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述连接板的顶部四周设有一圈凹槽一，所述五面体暗箱放置于凹槽一上，所述连接板的底部中间位置设有未贯穿孔五，所述连接板上的孔五与三脚架的顶部连接，所述连接板的顶部中间位置开设有未贯穿孔六，所述孔六与支撑台的底部连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述支撑台的顶部设有用于支撑油茶果的凹槽二。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述五面体暗箱前面和后面均设有开口，所述开口的左侧和右侧均设有滑道，对开式滑门与滑道滑动连接且对开式滑门用于通过在滑道内滑动从而关闭所述开口。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述五面体暗箱的左面内壁的两侧均设有一个灯座，右面内壁的两侧均设有一个灯座。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述孔三与非严格圆柱状的树枝的间隙处塞有棉花。

本实用新型的有益效果为： 本实用新型的五面体暗箱可防止少量自然光混入暗箱内；支撑台除了用于支撑油茶果避免其在实验中不晃动外，也可使每次实验时油茶果与五面体暗箱的相对位置不变，从而使卤素灯发出的光线入射油茶果表面采样点的入射角度不变以及油茶果表面接收到的光照强度不变，每次检测时光纤探头与油茶果表面采样点的距离不变，以保证每次光谱采集实验环境的严格一致性，从而保证所获取数据的稳定性与准确性。本装置使用单根光纤和四个卤素灯的成本在1500元左右，相比使用二合一光纤和光源发生器的价格在一万元以上，大大降低了使用成本。

附图说明

图1为本实施例整体结构示意图。

图2为本实施例夹持装置结构示意图。

图3为本实施例五面体暗箱内部结构使用状态截面图。

图4为本实施例连接板截面图。

图5为本实施例五面体暗箱内部从下往上视角图。

图6为本实施例支撑台结构示意图。

图7为本实施例部分结构示意图。

图8为本实施例五面体暗箱内部部分结构示意图一。

图9为本实施例五面体暗箱内部部分结构示意图二。

图10为本实施例五面体暗箱内部部分结构示意图三。

具体实施方式

下面根据图1至图10对本实用新型的具体实施方式作出进一步说明：

参见图1，一种油茶果户外光谱采集装置，包括五面体暗箱5、卤素灯8、夹持装置3、支撑台9、连接板12和三脚架6，所述五面体暗箱5前面和后面均设有滑道11和滑门7，所述五面体暗箱5左面设有孔一2和孔二4，所述滑门7与滑道11滑动连接，滑门7为对开式滑门，对开式滑门的边缘设有半圆形孔三10，孔三10用于树枝26入口和出口，所述孔一2用于光纤25入口，孔二4上插接有夹持装置3且夹持装置3的夹持端位于五面体暗箱5内侧，所述夹持装置3用于夹持从孔一2进入的光纤25，所述卤素灯8设置在五面体暗箱5四角的灯座上，所述连接板12的底部与三脚架6的顶部连接，所述连接板12的顶部连接有用于支撑油茶果27的支撑台9，所述五面体暗箱5放置于连接板12上，所述连接板12的前端和后端均设有开槽21，所述开槽21用于使滑门7从连接板12的开槽21下方通过至滑道11内。所述三脚架6可实现伸缩和收拢，方便携带。

本实施例还包括开关1，多个所述卤素灯8并联接入开关1，所述开关1用于控制每个卤素灯8的通断照明，如图7所示，所述开关1安装在所述五面体暗箱5的顶部。

本实施例中，如图2和图3所示，所述夹持装置包括摇杆13、夹具体一15和夹具体二17，所述摇杆13与夹具体一15通过紧固螺钉一14连接，所述夹具体二17与夹具体一15通过铰链销16转动连接，所述夹具体二17的端部设有孔四18和紧固螺钉二19，所述紧固螺钉二19垂直旋入孔四18内且紧固螺钉二19用于固定从孔四18内穿过的光纤25，所述摇杆13插接在所述孔二4上且夹具体一15和夹具体二17均位于五面体暗箱5内侧。

本实施例中，如图4所示，所述连接板12的顶部四周设有一圈凹槽一20，所述五面体暗箱5放置于凹槽一20上，所述连接板12的底部中间位置设有未贯穿孔五22，所述连接板12上的孔五22与三脚架6的顶部连接，所述连接板12的顶部中间位置开设有未贯穿孔六23，所述孔六23与支撑台9的底部连接。

本实施例中，如图6所示，所述支撑台9的顶部设有用于支撑油茶果27的凹槽二24。

本实施例中，如图1所示，所述五面体暗箱5前面和后面均设有开口，所述开口的左侧和右侧均设有滑道11，对开式滑门与滑道11滑动连接且对开式滑门用于通过在滑道11内滑动从而关闭所述开口。

本实施例中，如图5所示，所述五面体暗箱5的左面内壁的两侧均设有一个灯座，右面内壁的两侧均设有一个灯座。

本实施例中，对开式滑门7关闭后，孔三10与非严格圆柱状树枝的间隙处塞有棉花以防止少量自然光混入暗箱内。

本实施例中，所述三脚架6底端尖锐，可插入油茶林所在的斜坡面。

本实施例中，支撑台9除了用于支撑油茶果27避免其在实验中不晃动外，可使每次实验时油茶果27与五面体暗箱5的相对位置不变，从而使光线入射油茶果27表面采样点的入射角度不变以及油茶果27表面接收到的光照强度不变。

本实施例中，转动夹持装置3的摇杆端，可使被夹具体二17固定住的光纤探头沿圆周运动，从而保证进行同一油茶果不同采样点光谱信息的采集时，光纤探头与油茶果27之间的距离不变，使采集到的光谱信号的强弱避免距离因素的干扰能正确反映油茶果的光谱信息。夹持装置3与油茶果27的位置关系如图8至图10所示。

本实施例中，该装置使用单根光纤25和四个卤素灯8的成本在1500元左右，相比使用二合一光纤和光源发生器的价格在一万元以上，大大降低了使用成本。

使用时，打开三角架6，将连接板12上的孔五22与三脚架6连接，将支撑台9与连接板12上的孔六23连接，将卤素灯8置于灯座上，将五面体暗箱5置于凹槽一20上，将摇杆13置于孔二4内（摇杆13的外径与孔二4的内径相同，放置时，可保证孔二4不透光），将夹具体一15与夹具体二17通过铰链销16连接，将夹具体一15与摇杆13通过紧固螺钉一14连接，将光纤25通过孔一2（光纤25的外径与孔一2的内径相同，穿过光纤25时，可保证孔一2不透光）进入五面体暗箱5并通过夹具体二17上的紧固螺钉二19固定，将五面体暗箱5前后两面的对开式滑门7分别从上面和下面的开槽21置于滑道11内，滑门7通过与滑道11之间的摩擦力实现滑道内任意位置固定，将带有油茶果27的树枝26通过对开式滑门7置于五面体暗箱5内，并通过滑门7架住树枝26使树枝26保持水平固定，同时调整树枝26上的油茶果27与整个装置的相对位置使油茶果27置于支撑台9中的凹槽二24内，转动夹具体二17使光纤25上的光纤探头与油茶果27表面采样点之间的距离不超过5cm，并保证以后每次实验夹具体二17与夹具体一15之间的夹角大小不变，将对开式滑门7完全闭合，使用棉花塞入孔三10处，确保非严格圆柱状的树枝26与孔三10间的间隙不透光。将整个装置的开关1接入电源，打开光谱仪（光纤25的一端连接光纤探头，另一端连接光谱仪）和卤素灯8的开关1，可实现油茶果户外光谱数据的采集。

进一步地，由于卤素灯8工作时产生的热量较大，为了避免热量对树枝26和油茶果27的生长发育造成影响，可将卤素灯8提前预热15分钟使其达到稳定发光状态，再将样品置于采集装置内，完成光谱信息的快速采集。

进一步地，为了使卤素灯8的工作状态稳定，最好使用交流供电。由于油茶林位于低山丘陵一带，获取交流电的方式有以下三种：第一，使用拖线盘从茶农住处接电；第二；使用小型发电机供电；第三，使用电瓶和逆变器，将电瓶输出的直流电通过逆变器转为交流电供给卤素灯8使用。

本实用新型的保护范围包括但不限于以上实施方式，本实用新型的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种油茶果户外光谱采集装置，其特征在于：包括五面体暗箱（5）、卤素灯（8）、夹持装置（3）、支撑台（9）、连接板（12）和三脚架（6），所述五面体暗箱（5）前面和后面均设有滑道（11）和滑门（7），所述五面体暗箱（5）左面设有孔一（2）和孔二（4），所述滑门（7）与滑道（11）滑动连接，滑门（7）为对开式滑门，对开式滑门的边缘设有半圆形孔三（10），孔三（10）用于树枝（26）入口和出口，所述孔一（2）用于光纤（25）入口，孔二（4）上插接有夹持装置（3）且夹持装置（3）的夹持端位于五面体暗箱（5）内侧，所述夹持装置（3）用于夹持从孔一（2）进入的光纤（25），所述卤素灯（8）设置在五面体暗箱（5）四角的灯座上，所述连接板（12）的底部与三脚架（6）的顶部连接，所述连接板（12）的顶部连接有用于支撑油茶果（27）的支撑台（9），所述五面体暗箱（5）放置于连接板（12）上，所述连接板（12）的前端和后端均设有开槽（21），所述开槽（21）用于使滑门（7）从连接板（12）的开槽（21）下方通过至滑道（11）内。

2.根据权利要求1所述的油茶果户外光谱采集装置，其特征在于：还包括开关（1），多个所述卤素灯（8）并联接入开关（1），所述开关（1）用于控制每个卤素灯（8）的通断照明，所述开关（1）安装在所述五面体暗箱（5）的顶部。

3.根据权利要求1所述的油茶果户外光谱采集装置，其特征在于：所述夹持装置包括摇杆（13）、夹具体一（15）和夹具体二（17），所述摇杆（13）与夹具体一（15）通过紧固螺钉一（14）连接，所述夹具体二（17）与夹具体一（15）通过铰链销（16）转动连接，所述夹具体二（17）的端部设有孔四（18）和紧固螺钉二（19），所述紧固螺钉二（19）垂直旋入孔四（18）内且紧固螺钉二（19）用于固定从孔四（18）内穿过的光纤（25），所述摇杆（13）插在孔二（4）上且夹具体一（15）和夹具体二（17）均位于五面体暗箱（5）内侧。

4.根据权利要求1所述的油茶果户外光谱采集装置，其特征在于：所述连接板（12）的顶部四周设有一圈凹槽一（20），所述五面体暗箱（5）放置于凹槽一（20）上，所述连接板（12）的底部中间位置设有未贯穿孔五（22），所述连接板（12）上的孔五（22）与三脚架（6）的顶部连接，所述连接板（12）的顶部中间位置开设有未贯穿孔六（23），所述孔六（23）与支撑台（9）的底部连接。

5.根据权利要求4所述的油茶果户外光谱采集装置，其特征在于：所述支撑台（9）的顶部设有用于支撑油茶果（27）的凹槽二（24）。

6.根据权利要求1所述的油茶果户外光谱采集装置，其特征在于：所述五面体暗箱（5）前面和后面均设有开口，所述开口的左侧和右侧均设有滑道（11），对开式滑门与滑道（11）滑动连接且对开式滑门用于通过在滑道（11）内滑动从而关闭所述开口。

7.根据权利要求1所述的油茶果户外光谱采集装置，其特征在于：所述五面体暗箱（5）的左面内壁的两侧均设有一个灯座，右面内壁的两侧均设有一个灯座。

8.根据权利要求1所述的油茶果户外光谱采集装置，其特征在于：所述孔三（10）与非严格圆柱状的树枝（26）的间隙处塞有棉花。

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