[发明专利]一种用于作物生长信息监测的光路系统

摘要

一种用于作物生长信息监测的光路系统，其特征是包括自主光源系统、两路光谱信号采集系统和精确测高系统；所述两路自主光源系统、两路光谱信号采集系统和一套精确测高系统均位于竖直位置，三系统构成直线型结构，所述两路自主光源系统分别产生730nm与810nm两种波段调制光信号照射作物冠层叶片，所述精确测高系统简便、快速、直观的确定监测装置与作物冠层的测量高度。本发明的自主光源系统采用中心波段LED采用均匀混合排列，光源输出光信号均匀性好、监测精度高；光谱信号采集系统采用特征中心波段滤光片去除反射光中的非特征波段光信号，减小外部光信号干扰，提高有效信噪比；光学元件少而简单，加工简单，成本经济。

主权项

一种用于作物生长信息监测的光路系统，其特征是包括自主光源系统、两路光谱信号采集系统和精确测高系统；所述自主光源系统（2）输出光照射被监测的作物冠层叶片（4），所述光谱信号采集系统（3）采集被测作物冠层叶片（4）对自主光源系统（2）出射光的反射光信号；两路光谱信号采集系统（3）和一套精确测高系统均位于竖直位置，三系统构成直线型结构；所述自主光源系统包括LED阵列（5）、第一透镜（7）、第二透镜（8）和保护玻璃（9）； LED阵列（5）产生近似平行光，出射光分别经过第一透镜（7）、第二透镜（8）和保护玻璃（9）；所述LED阵列（5）分别由中心波长为730nm的LED（10）、中心波长为810nm的LED（11）各13只LED （6）均匀混合两行排列所组成，能产生730nm与810nm均匀混合光谱，其中单个LED （6）的直径为3mm；所述第一透镜（7）与第二透镜（8）均为条形凸透镜，第一透镜（7）的尺寸为20mm*40mm，第二透镜（8）的尺寸为10mm*40mm，第一透镜（7）的右焦点与第二透镜（8）左焦点重合，第二透镜（8）输出光线为一条形光束；所述两路光谱信号采集系统的结构相同，都包括第三透镜（15）、特定中心波长滤光片（14）和光电探测器阵列（12）；沿光入射光路依次经过第三透镜（15）、滤光片（14）和光电探测器阵列（12）；所述第三透镜（15）为圆形凸透镜，其直径为25.5mm，厚度为10mm，焦距为25mm；所述滤光片（14）的中心波长分别为730nm与810nm，带宽均为10nm；所述光电探测器阵列选用三行两列共6只光电二极管（13）组成的光电二极管阵列，光电探测器阵列（12）放置于第三透镜（15）焦点处，单个光电二极管的直径为3mm；所述精确测高系统包括两只红色微型激光灯（17）与外壳（18）；所述外壳（18）用于固定两只激光灯；所述两只红色微型激光灯（17）完全相同，输出光线呈红色点状，两激光灯之间的距离（16）固定，激光灯（17）出射光线与水平方向的角度（19）固定，从而保证仪器处于固定测量高度 （20）时，两激光灯出射光斑（21）重合。