[实用新型]便携式植物花色分类与生长状态检测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于一种检测分析技术，具体是一种植物花色分类与生长状态光学检测分析装置。

背景技术

花的颜色主要是由花瓣里的色素决定，最重要的是花青素、类黄酮和类胡罗卜素，通过反射不同光波的光，使花瓣呈现不同的色彩。花色的浓淡与花青素和类胡萝卜素的含量多少有关，而花青素和类胡萝卜素的含量多少又与环境条件有关，如PH值、温度、光照、季节变化等。因此研究植物花瓣色素及监测植物生长状态对显色技术、观赏植物花色基因转化及提取植物色素研究具有重要的指导意义。

通常，植物的花色分类是通过目测、高效液相色谱、或吸光度测量的方法来实现。然而，实现实时、快速分类测量及生长状态的连续监测存在一定的不足。

主要表现在以下几个方面：

1)目测的方法能够进行植物花色的简单分类，对花色色素的定性及定量分析没有量的概念，对植物生长状态的监测更没有精确的变化信息可供参考。

2)高效液相色谱及吸光度测量都能够提供精确的植物花色色素信息，但其分析程序复杂、耗时，仪器价格昂贵。通常情况下均需采集样品，经过样品制备处理后进行实验室分析测量，对连续监测植物生长状况及植物花色随环境及气候变化不能进行实时的分析，由于需要样品采集，因此对跟踪测量植物叶片及花瓣均不能够有效进行。

本实用新型是针对活体植物花瓣及叶片，利用光学检测技术实现植物花瓣及叶片的反射光谱测量，通过光谱分析处理实现植物花色分类及生长状态的连续跟踪。

实用新型内容

本实用新型针对传统分析仪器价格昂贵，分析耗时、复杂，以及不能提供实时、连续的监测信息，实用新型了一种能够用于实时、连续、价格低廉的在线跟踪测量的便携式植物花色分类与生长状态检测装置，不仅能够用于植物花瓣及叶片的色素分类及植物生长状态跟踪测量，而且可以用于古代艺术品色素组分的分析，对研究古代艺术品的制作工艺、颜料成分及实现古艺术品的修复及保存具有重要意义。此外，在更换激发光源的条件下，还能够用于植物花瓣、叶片及古艺术品色素成分的定性及定量分析，对研究植物花瓣、叶片元素含量变化及跟踪测量植物生长状态具有重要应用价值。

本实用新型的技术方案如下：

便携式植物花色分类与生长状态检测装置，其特征在于包括有：光源，光源出光口经耦合镜组耦合连接有发射光纤，接收光纤接入到光谱仪上，接收光纤与发射光纤的前端接到同一个光纤端头上，光纤端头前端放置需检测的植物花瓣或叶片，光谱仪的信号输出接入数据采集与处理系统。

本实用新型由光学发射组件、光学接收组件及探测组件等组成。灯光源发出的连续光经耦合镜组耦合至发射光纤，作用于植物花瓣或叶片，产生的反射率光谱由接收光纤传输至光谱仪进行分光，并由探测器进行光电信号的转换，然后进入数据采集与处理系统进行数据采集处理，电源提供光源、探测器及数据采集与处理系统的电源以及探测控制的逻辑时序及触发信号。

本实用新型适用于植物花瓣色素、植物叶片色素以及古代艺术品颜料色素分类测量及色素成分的定性与定量分析，并可用于植物生长状态实时、连续跟踪监测。

本实用新型的主要特点简述如下：

1)系统采用微型光谱仪及连续灯光源作为发射光源(也可利用自然光)和光谱检测装置，以光纤为导光装置，并以便携式计算机作为信号控制、数据采集及分析显示终端；其结构紧凑，体积小、重量轻，便于携带用于野外工作测量；

2)被分析样品无需采集，直接在活体植物上(植物花瓣、叶片等)进行测量分析，减少了样品的采集、制备及预处理工序，避免了样品的二次污染等问题，并能够实时给出分析结果；

3)系统可以采用自然光源(太阳光)作为发射光源，因此可以使系统更加紧凑，增加系统的可靠性及稳定性；在更换光源的情况下，可以用于植物花瓣、叶片等的荧光光谱特性测量或所含色素成分分析研究；

便携式植物花色分类与生长状态检测仪是利用连续灯光源作为发射光源，通过接收植物花瓣或植物叶片的反射率光谱作为分析对象，避免了传统的手动采样，通过适当的数据处理算法分析植物的色素成分信息，以此实现植物花色的分类。根据连续监测的色素组成及变化信息，实现对植物生长状态的监控。

实用新型的效果