專利名稱：植物葉綠素、水分和營養(yǎng)元素含量檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種的測量植物葉綠素含量、水分和微量元素含量的檢測儀器。
背景技術(shù)：
葉綠素在植物光合作用過程中起著重要作用，其含量是植物營養(yǎng)脅迫、光合作用 能力和生長狀況的重要指示因子。葉綠素含量檢測技術(shù)的研究在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、林業(yè)研究等方 面有著至關(guān)重要的意義。傳統(tǒng)的葉綠素含量檢測方法都是先提取葉綠素，再用分光光度法 測定其含量。這種方法具有耗時長、對葉片有破壞性、不便于野外測量、不便于連續(xù)測量等 諸多缺點。對植物葉綠素含量進行檢測，可以用來監(jiān)測植物生長發(fā)育狀況，從而科學(xué)指導(dǎo)栽 培、施肥管理工作，確保作物長勢良好，提高作物品質(zhì)和產(chǎn)量，對實踐精準農(nóng)業(yè)和林業(yè)具有 重要的意義。作物水分狀況是一個十分重要的參數(shù)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者在決定是否需灌溉或何時灌溉 時；作物育種工作者在進行抗旱作物育種時；農(nóng)學(xué)家在研究水脅迫對作物生長和產(chǎn)量的影 響時；以及生理生態(tài)學(xué)家在研究水脅迫對生理生化過程的影響時；都需要測定這一參數(shù)。 人類對作物水分狀況的觀察和測量有悠久的歷史。作物在中午時萎蔫和葉卷曲，作為作物 水分狀況的視覺上的信號，雖不能定量，但至今仍被不少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者利用。傳統(tǒng)的水分測量 方法如干燥法、電導(dǎo)法等因為使用條件的限制無法實現(xiàn)在線非接觸式連續(xù)測量，沒有得到 廣泛的推廣應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對以上不足之處，提供一種植物葉綠素、水分和營養(yǎng)元素含量檢測 儀，其與現(xiàn)有技術(shù)相比具有快速、準確的特點。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種植物葉綠素、水分和營養(yǎng)元素含量檢測儀，包括微處理器以及與之連接的存 儲器和電源；與微處理器連接有發(fā)光二極管及其驅(qū)動電路、接收發(fā)光二極管的光電傳感器。上述的檢測儀，所述的發(fā)光二極管設(shè)有四個且波長不同。本實用新型的有益效果表現(xiàn)在本實用新型通過檢測植物葉子對不同頻段的光的吸收率能夠快速準確檢測植物 葉片的葉綠素含量、水分含量和營養(yǎng)(氮)元素的含量。

圖1為本實用新型模塊連接示意圖。圖2為本實用新型的具體電路連接圖。
具體實施方式
下述未述及的相關(guān)技術(shù)內(nèi)容均可采用或借鑒現(xiàn)有技術(shù)。
3[0013]如圖1所示，一種植物葉綠素和水分含量檢測儀，包括微處理器1，與微處理器連 接的存儲器2、鍵盤10、顯示器11、時鐘電路9、輸入輸出接口和電源3。微處理器1內(nèi)部設(shè) 有十二位A/D轉(zhuǎn)換器8 ；與微處理器1連接有二極管驅(qū)動電路4，二極管驅(qū)動電路4驅(qū)動二 極管5，與二極管對5應(yīng)設(shè)有光電傳感器7，光電傳感器連接十二位A/D轉(zhuǎn)換器8。結(jié)合附圖2具體說明本實用新型的連接方式。所示的微處理器1采用美國德州儀器公司推出的MSP430系列超低功耗處理器，這 種處理器集多種領(lǐng)先技術(shù)于一體，以16位RISC處理器、超低功耗、高性能模擬技術(shù)及豐富 的片內(nèi)外設(shè)。MSP430F149內(nèi)部有一個數(shù)字控制振蕩器(DCO)，具有3個捕獲/比較寄存器 的16位定時器Timer_A和具有7個捕獲/比較寄存器的16位定時器Timer_B，一個看門 狗定時器WDT、一個模擬比較器Comparator_A、串口通訊模塊USARTO、USART1,以及6個數(shù) 據(jù)端口，其中兩個端口具有獨立的中斷能力，同時片內(nèi)還提供溫度傳感器。MSP430F149具 有60kB的Flash、2KB的RAM。當單片機處于閑置狀態(tài)時，可以使其處于睡眠狀態(tài)以降低功 耗，并可通過選擇種工作模式來使其降低功耗，其中LPM4數(shù)據(jù)保持模式僅耗電0.1 μ A， 活動狀態(tài)耗電200 μ Α。其功耗低，體積小，功能強大的特點使其特別適用于便攜式電池供電 的儀器設(shè)計。顯示器11采用0CMJ4X8C中文系列液晶顯示器。存儲器選用AT24C08。儀器的設(shè)計的光電傳感器7采用0PT101型傳感器。這種傳感器是美國B-B公司 研制的集光敏器件與信號放大于一體的器件，采用單電源供電，壓電輸出，輸出電壓隨照射 到光敏器件上的光強度呈線性變化。檢測儀器采用650nm、880nm、940nm、960nm四種波長的二極管。本系統(tǒng)選擇650nm和940 nm兩種波長的光測量葉綠素含量，選擇880nm和960nm 兩種光測量水分含量，剩余可檢測營養(yǎng)元素，并分別建立二元二次回歸模型。F = Linest(A(Ki1), A(Ki2))； (1)式1中，F(xiàn)為待測葉子的葉綠素含量或水分含量；A(Ki)表示葉子在波長為Ki處的 吸光度，Linest (A(Ki))表示關(guān)于 A(Ki)的線性模型(Kl=650，K2=940，K3=880，K4=960)。吸光度A(Ki)可以是入射光強與出射光強差值的一種數(shù)學(xué)模型，本實用新型在設(shè) 計時采用二次模型。則式1變?yōu)镕=Linest(Δ (VR (Ki1)), Δ (VR (Ki2)), Δ2(VR (Ki1)), Δ2(VR (Ki2)) , Δ (VR (Ki1)) Δ (VR (Ki2))) ；(2)式2中I1=I, i2=2或ii=3，i2=4 ；VR (Ki)表示波長為Ki的入射光或出射光的光強 度；Δ乂VR (Ki))表示波長為Ki的入射光強與出射光強差值的j次冪。取VR《W)= Ig V(Ki) , VR(Kim) = IgR(Ki)(3)則Hmm = lg[V(K!)/R(K!)](4)式4中，V(Ki)表示波長為Ki的入射光強，R(Ki)表示波長為Ki的出射光強。取“=650，i2=940并由式2和式4可得葉綠素含量的二元二次回歸模型
權(quán)利要求1.一種植物葉綠素、水分和營養(yǎng)元素含量檢測儀，包括微處理器以及與之連接的存儲 器和電源；其特征在于與微處理器連接有發(fā)光二極管及其驅(qū)動電路、接收發(fā)光二極管的 光電傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植物葉綠素、水分和營養(yǎng)元素含量檢測儀，其特征在于所述 的發(fā)光二極管設(shè)有四個且波長不同。
專利摘要本實用新型公開了一種植物葉綠素和水分含量檢測儀，包括微處理器以及與之連接的存儲器和電源；其特征在于與微處理器連接有四種波長發(fā)光二極管及其驅(qū)動電路、接收發(fā)光二極管的光電傳感器。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有檢測快速準確的優(yōu)點。
文檔編號G01N21/31GK201780266SQ20102025048
公開日2011年3月30日 申請日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者劉君, 晏國生, 柳平增, 臧官勝, 苗良 申請人:柳平增