[发明专利]一种植物叶片三维光分布快速测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及植物叶片光谱检测技术领域，具体涉及一种植物叶片三维光分布快速测量装置。

背景技术

植物叶片双向反射研究是了解不同太阳天顶角和观测方位角下的植物叶片反射率。植被二向反射特性是辐射与植被冠层中散射和吸收介质(主要为叶片)发生相互作用的结果，对这种作用过程的准确描述和透彻分析，是植被遥感定量化的关键，也是植被空间形态和结构反演的基础。

植物叶片从可见光到中红外波段的反射率和透射率，是叶片结构参数和生物化学等参数的函数。通过获取的反射或者透射率值可定性或者一定程度上定量反映叶片的生物量等信息。

研究表明，不同方向不同波长的出射光携带有植物叶片的生物量信息和叶片的结构信息。已有多篇论文通过建立相应的双向反射分布模型来反演植物叶片的生物量信息，进而研究植物叶片的光学特性。当然，相应检测装置的研制也层出不穷。

现已有的检测装置只能在一个接收方位角下测量一个接收天顶角角度下的反射/透射光分布。

其中专利号为CN 103063301A的中国发明专利公开了一种植物叶片三维光分布的检测装置及方法，该装置上可实现一个接收方位角下测量一个接收天顶角下的反射/透射光分布实验。在一定程度上通过改变接收探头在弧形固定架上的位置实现不同接收天顶角下的反射/透射光的测量，但显然该情况下比较耗时且实验误差相对较大。

多功能光学转换器可很好的实现多个接收探头信息的中转，及时将各个接收探头采集的数据信息传到光谱仪中，很好的实现在一个接收方位角下测量多个接收天顶角处的反射/透射光分布的功能，且耗时短、实验相对误差明显减少。

发明内容

为缩短测量时间、减少实验误差，本发明提供了一种植物叶片三维光分布快速测量装置，可在同一个接收方位角下同时测量多个接收天顶角处的反射/透射光分布。

本发明所采用的具体技术方案如下：

一种植物叶片三维光分布快速测量装置，包括放置植物叶片的试样台，所述试样台上设有绕植物叶片布置的圆环形轴承座，安置反射接收探头和透射接收探头的弧形固定架设置在圆环形轴承座上，所述的反射接收探头和/或透射接收探头为处于不同接收天顶角的多个，且所述的反射接收探头和/或透射接收探头均接入与圆环形轴承座同步转动的光学转换器。

本发明通过设置多个反射接收探头和透射接收探头，同时接收植物不同接收天顶角处的反射和透射光谱，加快测量速度，提高实验效率；同时，由于多接收探头的设置，避免布置过多的光纤及减少光纤扰动对实验造成的影响，设置与圆环形轴承座同步转动的光学转换器，该光学转换器与反射接收探头和透射接收探头在检测过程中位置相对固定，降低光纤的扰动。

优选的，所述的弧形固定架设有沿其自身弧线的弧形孔，沿所述的弧形孔滑动配合有弧形滑块，所述的反射接收探头和透射接收探头固定在弧形滑块上。

安装在弧形滑块上的反射接收探头和透射接收探头，具有不同的接收天顶角，沿弧形孔移动弧形滑块，可同时改变每个反射接收探头或透射接收探头的接收天顶角，且具有相同的移动幅度，相对移动单个接收探头，实验误差小，调节精度高。

进一步优选的，相邻两个反射接收探头和/或透射接收探头等间隔布置，如此设置反射接收探头和透射接收探头，使得每个反射接收探头或透射接收探头具有自身特有的接收方位角，方位角调节区间相互衔接且不重叠。

进一步优选的，所述的反射接收探头或透射接收探头位于圆环形轴承座的同一径向上。

由于反射接收探头和透射接收探头随圆环形轴承座做圆周运动，同一径向上设置的反射接收探头或透射接收探头，在检测过程中可避免出现接收天顶角的重复检测。

优选的，所述的试样台包括台架以及设置在台架上用于承载植物叶片的实验平台，该实验平台中部带有透光区域，所述的圆环形轴承座绕置在透光区域外。

待检测的植物叶片放置在实验平台的透光区域内，叶片的透射光经透光区域进入透射接收探头，转动绕透光区域布置的圆环形轴承座，接收不同天顶角处的反射光和投射光。

优选的，所述的光学转换器放置在与圆环形轴承座同步转动的托盘上，便于更好地固定光学转换器的位置，且所述的托盘通过螺栓连接弧形固定架或圆环形轴承座，均可实现光学转换器与圆环形轴承座的同步转动。