[实用新型]植物生长密度测定仪

说明书

本实用新型是一种用于植物生长密度定量测量的仪器，属于农业测量仪器的技术领域。

光照与通风对植物的生长起着十分重要的作用，而植物的生长密度直接影响着通光量与通风量。定量分析种植密度与高产丰产之间的关系，是农业科学研究的重要课题之一。在实践中，人们把植物丛中阳光透射的光斑的个数，作为测定植物生产密度的参数。长期以来，测量光斑的个数，一直没有定量检测仪器，传统的方法是采用“标杆计数”的方法。测量时，在植物丛中用若干标有尺寸刻度的木杆，在单位面积内搭一立体框架，由人工逐个的数计光斑的个数，光斑数少，说明植物密度大，反之密度小。这种方法费力、费时，误差很大。到目前为止，检测植物生长密度的手段仍停留在此种原始测量水平上。

本实用新型的发明目的是提供一种用光电信号直接自动测量的植物生长密度测量仪。

本实用新型的植物生长密度测定仪主要由以下几个部分所组成，即：数字显示器（1）、译码器A（2）、译码器B（3）、计数器A（4）、计数器B（5）、基准采样（6）、V／f转换器（7）、控制门（8）、D／A转换器（9）、比较器（10）、时基发生器（11）、采样矩阵（12）、扫描器（13）、整形电路（14）、地址发生器（15）、时钟（16）、分频器（17）、测量键（18）、清零键（19）、基准键（20）、清基键（21）、探杆（22）。

采样矩阵由光敏管所组成，并在探杆（22）上以直线排列，该矩阵的功能是采集植物丛中阳光射入的光斑密度信号，当按下测量键时，地址发生器送出时序脉冲串作为地址信号控制扫描器对采样矩阵进行逐列逐行扫描，检出被阳光照射到的光敏管个数，以脉冲形式经整形电路整形后送往比较器与基准信号进行比较。

扫描器由两片型号为“4051”的集成电路所组成，并由这两片集成电路组成7列8行的扫描矩阵与由光敏管组成的采样矩阵相接，对光敏管进行扫描，光敏管分别接在行、列之间的交点上。

基准采样（6）由一只光敏管D_t和一只可变电阻W所组成，该光敏管D_t的负极接正电源，正极接可变电阻W的一个固定端，可变电阻的可变端与V／f转换器（7）即IC17的“9”脚相接，可变电阻的另一个固定端通过一只电阻接地。

不同季节、不同时辰、阳光的照度是不同的，测量时必须以当时阳光照度作为测量基准。因此基准采样将光强信号转换为电压信号送入V／f转换器，当按下基准键时，时基发生器将控制门打开，V／f转换器送出频率与照度成正比的脉冲串进入D／A转换器。脉冲串被存贮在D／A转换器中并被转换为与脉冲个数成正比的模拟电压信号作为基准信号。

整形后的光斑脉冲信号与基准信号通过比较器进行幅值比较。若脉冲幅值大于基准信号幅值，则光斑脉冲被送到B计数器进行计数，并被存贮在B计数器中。利用测量键可进行多次测量，B计数器记录测量的次数，A计数器将各次测量的光斑数自动累加并贮存。

测得的光斑数和测量次数分别经B译码器和A译码器译码后送入显示器分别显示。

时钟发生器产生方波信号，一部分做为地址发生器的时钟和扫描器的选通信号，另一部分经分频器分频后做为显示器公共端的交流驱动信号。

按下清零键可以清除已存贮的测量数据。

按下清基键可以清除已存贮的基准值。

本实用新型的植物生长密度测定仪其优点在于：

1.检测方便、准确，适应性强，劳动强度低。该仪器具有自动光强控制功能，可根据光强变化自动调整基准，因此在不同季节、不同时辰均可使用。

2.读数直观。该仪器直接显示检测的光斑数，多次测量自动累加，并显示测量的次数。

3.检测快速、可靠，一次测量时间少于10毫秒，因此能完全避免手抖动等因素造成的测量误差。

4.使用简单、携带方便，自重轻，耗电省，成本低，能完全取代目前人工数光斑数的测量方法。

图1是本实用新型的结构框图。

图2是本实用新型的电路原理图。

图3是本实用新型的外型结构图。

本实用新型的实施方案如下：

数字显示器（1）由6位数码管组成，前4位显示测量数据，后2位显示测量次数。译码器A（2）即IC1－4由4块型号为“4543”的集成电路组成，该译码器A驱动前4位显示器。译码器B（3）即IC5－6由2块型号为“4543”的集成电路组成，该译码器B（3）驱动后两位显示器。计数器A（4）即IC7－8由两块型号为“4518”的集成电路组成驱动译码器A（2），计数器B（5）即IC9由一块型号为“4518”的集成电路所组成，驱动译码器B（3）。基准采样（6）由光敏管D_t、可变电阻W以及IC19共同组成，光敏管D_t的负极接正电源，正极接可变电阻的一个固定端，其可变端与V／f转换器（7）即IC17的“19”脚相接。V／f转换器（7）即IC17由集成电路“4046”组成。控制门（8）即IC21，其型号为“4001”，D／A转换器（9）即IC16、18，其中IC16为电阻网络，IC18的型号为“4024”。比较器（10）即IC22，其型号为“358”，时基发生器（11）即IC20，其型号为“4046”，采样矩阵（12）为50只光敏管所组成，与由IC12、IC13组成的扫描器（13）相接，IC12、13的型号均为“4051”，由这两块集成电路组成7列8行的扫描矩阵，对应地与采样矩阵相接。整形电路（14）只占用IC15即“4011”的一半，另一半为时钟（16），地址发生器（15）由IC14即“4520”组成，分频器（17）为IC11即“4013”，测量键（18）即K₃、清零键（19）即K₄、基准键（20）即K₁，清基键（21）即K₂。以上全部电路器件采样矩阵外，均安装于一块线路板上，组成信号处理部分，该部分置于该测定仪的外壳内，而采样矩阵的光敏管以直线排列在探杆（22）上，探杆（22）固定在信号处理部分的外壳上，使整个装置成为一个整体，根据以上所述，便可组成本实用新型的植物生长密度测定仪。