[发明专利]一种植物叶片含水率检测系统

说明书

本发明提供了一种植物叶片含水率检测系统，包括：检测装置，用于采集植物叶片含水率的参数，并发送所述参数至处理装置使处理装置根据所述参数计算植物叶片含水率；处理装置，用于接收检测装置发送的参数，根据所述参数计算植物叶片含水率。本发明实现了应用于大田、温室作物的含水率的快速、实时、无损检测，具有体积小、重量轻、低功耗和操作简单的优点。

技术领域

本发明涉及植物参数检测技术领域，具体涉及一种植物叶片含水率检测系统。

背景技术

水是植物生长过程中必不可少的组成成分，缺水将影响植物的生长、产量和品质。水分在近红外光谱区域存在敏感波段，利用敏感波段可以检测植物叶片的水分含量。研究发现水分敏感中心波段主要位于760nm、970nm、1145nm、1450nm和1940nm，因此这些波段被广泛用于植物叶片水分含量检测研究。目前以近红外光谱为原理的检测法主要分为透射法、反射法和吸收法；透射法即利用主动光源照射植物叶片，近红外光谱经过漫反射、透射和折射最终穿过植物叶片，从而携带有植物的组织结构信息，因此可以通过检测透射光谱反演植物生物量含量；反射法即以太阳光为光源，通过检测植物叶片反射光谱反演植物生物量含量；吸收法则是用原始光强减去透射光和反射光来得到吸收光谱，利用吸收光谱反演植物生物量含量。

现有的近红外光谱仪(波长范围：900nm-1700nm)可以根据需要搭建测量平台，用于透射、反射光谱测量，该仪器光谱分辨率 8nm-10nm，信噪比5000:1(测量时间1s)，在测量精度和光谱分辨率上都很高，但仪器平台搭建复杂，需要配备电脑，且该仪器使用数字微镜器件(DMD)和单点(非阵列)InGsAs探测器技术，使得价格方面比较昂贵，不适于农业生产的应用。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种植物叶片含水率检测系统，实现了用于大田、温室作物含水率的快速、准确、无损地在线检测。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种植物叶片含水率检测装置，所述检测装置用于采集植物叶片含水率的参数，并发送所述参数至处理装置使处理装置根据所述参数计算植物叶片含水率，包括：

信号采集模块，用于采集含有植物叶片含水率信息的电流信号；

信号处理模块，用于对所述电流信号进行处理获取电压信号；

温湿度传感器模块，用于获取含有植物叶片的温湿信号；

信号发送模块，用于将所述电压信号和所述温湿度信号发送至处理装置，以使处理装置根据电压信号和温湿度信号计算植物叶片含水率；

电源模块，用于对所述信号采集模块、所述信号处理模块和所述信号发送模块供电。

进一步的，所述信号采集模块包括：第一部件、第二部件、温湿度传感器以及依次设置在轴线上的近红外光源、第一凸透镜、第二凸透镜和光电传感器；

所述第一凸透镜与所述第二凸透镜平行设置，且第一凸透镜与第二凸透镜之间设置待测叶片样本；

所述第一部件上设有第一凹陷和温湿度传感器，所述第一凹陷内部设有所述近红外光源和所述第一凸透镜，所述温湿度传感器与第一凹陷内所述第一凸透镜齐平；

所述第二部件上设有第二凹陷，所述第二凹陷内部设有所述第二凸透镜和光电传感器；

所述第一凹陷与所述第二凹陷相对设置，以使近红外光源、第一凸透镜、第二凸透镜和光电传感器的中心在同一轴线上；

所述第一凹陷与所述第二凹陷相对设置，相对的两个侧面上分别设有隔绝光线的垫圈。