一種植物葉片三維光分布快速測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及植物葉片光譜檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種植物葉片三維光分布快速測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]植物葉片雙向反射研宄是了解不同太陽天頂角和觀測方位角下的植物葉片反射率。植被二向反射特性是輻射與植被冠層中散射和吸收介質(zhì)(主要為葉片)發(fā)生相互作用的結(jié)果，對這種作用過程的準(zhǔn)確描述和透徹分析，是植被遙感定量化的關(guān)鍵，也是植被空間形態(tài)和結(jié)構(gòu)反演的基礎(chǔ)。
[0003]植物葉片從可見光到中紅外波段的反射率和透射率，是葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)和生物化學(xué)等參數(shù)的函數(shù)。通過獲取的反射或者透射率值可定性或者一定程度上定量反映葉片的生物量等信息。
[0004]研宄表明，不同方向不同波長的出射光攜帶有植物葉片的生物量信息和葉片的結(jié)構(gòu)信息。已有多篇論文通過建立相應(yīng)的雙向反射分布模型來反演植物葉片的生物量信息，進(jìn)而研宄植物葉片的光學(xué)特性。當(dāng)然，相應(yīng)檢測裝置的研制也層出不窮。
[0005]現(xiàn)已有的檢測裝置只能在一個接收方位角下測量一個接收天頂角角度下的反射/透射光分布。
[0006]其中專利號為CN 103063301A的中國發(fā)明專利公開了一種植物葉片三維光分布的檢測裝置及方法，該裝置上可實(shí)現(xiàn)一個接收方位角下測量一個接收天頂角下的反射/透射光分布實(shí)驗(yàn)。在一定程度上通過改變接收探頭在弧形固定架上的位置實(shí)現(xiàn)不同接收天頂角下的反射/透射光的測量，但顯然該情況下比較耗時且實(shí)驗(yàn)誤差相對較大。
[0007]多功能光學(xué)轉(zhuǎn)換器可很好的實(shí)現(xiàn)多個接收探頭信息的中轉(zhuǎn)，及時將各個接收探頭采集的數(shù)據(jù)信息傳到光譜儀中，很好的實(shí)現(xiàn)在一個接收方位角下測量多個接收天頂角處的反射/透射光分布的功能，且耗時短、實(shí)驗(yàn)相對誤差明顯減少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為縮短測量時間、減少實(shí)驗(yàn)誤差，本發(fā)明提供了一種植物葉片三維光分布快速測量裝置，可在同一個接收方位角下同時測量多個接收天頂角處的反射/透射光分布。
[0009]本發(fā)明所采用的具體技術(shù)方案如下:
[0010]一種植物葉片三維光分布快速測量裝置，包括放置植物葉片的試樣臺，所述試樣臺上設(shè)有繞植物葉片布置的圓環(huán)形軸承座，安置反射接收探頭和透射接收探頭的弧形固定架設(shè)置在圓環(huán)形軸承座上，所述的反射接收探頭和/或透射接收探頭為處于不同接收天頂角的多個，且所述的反射接收探頭和/或透射接收探頭均接入與圓環(huán)形軸承座同步轉(zhuǎn)動的光學(xué)轉(zhuǎn)換器。
[0011]本發(fā)明通過設(shè)置多個反射接收探頭和透射接收探頭，同時接收植物不同接收天頂角處的反射和透射光譜，加快測量速度，提高實(shí)驗(yàn)效率；同時，由于多接收探頭的設(shè)置，避免布置過多的光纖及減少光纖擾動對實(shí)驗(yàn)造成的影響，設(shè)置與圓環(huán)形軸承座同步轉(zhuǎn)動的光學(xué)轉(zhuǎn)換器，該光學(xué)轉(zhuǎn)換器與反射接收探頭和透射接收探頭在檢測過程中位置相對固定，降低光纖的擾動。
[0012]優(yōu)選的，所述的弧形固定架設(shè)有沿其自身弧線的弧形孔，沿所述的弧形孔滑動配合有弧形滑塊，所述的反射接收探頭和透射接收探頭固定在弧形滑塊上。
[0013]安裝在弧形滑塊上的反射接收探頭和透射接收探頭，具有不同的接收天頂角，沿弧形孔移動弧形滑塊，可同時改變每個反射接收探頭或透射接收探頭的接收天頂角，且具有相同的移動幅度，相對移動單個接收探頭，實(shí)驗(yàn)誤差小，調(diào)節(jié)精度高。
[0014]進(jìn)一步優(yōu)選的，相鄰兩個反射接收探頭和/或透射接收探頭等間隔布置，如此設(shè)置反射接收探頭和透射接收探頭，使得每個反射接收探頭或透射接收探頭具有自身特有的接收方位角，方位角調(diào)節(jié)區(qū)間相互銜接且不重疊。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的反射接收探頭或透射接收探頭位于圓環(huán)形軸承座的同一徑向上。
[0016]由于反射接收探頭和透射接收探頭隨圓環(huán)形軸承座做圓周運(yùn)動，同一徑向上設(shè)置的反射接收探頭或透射接收探頭，在檢測過程中可避免出現(xiàn)接收天頂角的重復(fù)檢測。
[0017]優(yōu)選的，所述的試樣臺包括臺架以及設(shè)置在臺架上用于承載植物葉片的實(shí)驗(yàn)平臺，該實(shí)驗(yàn)平臺中部帶有透光區(qū)域，所述的圓環(huán)形軸承座繞置在透光區(qū)域外。
[0018]待檢測的植物葉片放置在實(shí)驗(yàn)平臺的透光區(qū)域內(nèi)，葉片的透射光經(jīng)透光區(qū)域進(jìn)入透射接收探頭，轉(zhuǎn)動繞透光區(qū)域布置的圓環(huán)形軸承座，接收不同天頂角處的反射光和投射光。
[0019]優(yōu)選的，所述的光學(xué)轉(zhuǎn)換器放置在與圓環(huán)形軸承座同步轉(zhuǎn)動的托盤上，便于更好地固定光學(xué)轉(zhuǎn)換器的位置，且所述的托盤通過螺栓連接弧形固定架或圓環(huán)形軸承座，均可實(shí)現(xiàn)光學(xué)轉(zhuǎn)換器與圓環(huán)形軸承座的同步轉(zhuǎn)動。
[0020]本發(fā)明中，所述的弧形固定架包括安裝反射接收探頭的上弧形固定架以及安裝透射接收探頭的下弧形固定架，所述的上弧形固定架和下弧形固定架在水平向錯位布置。上弧形固定架頂側(cè)開有延其自身所在弧線所確定的弧形孔，弧形滑塊可在上弧形固定架上滑動，接收不同天頂角處的反射接收探頭安裝在弧形滑塊上，弧形滑塊通過螺栓聯(lián)接緊固在弧形固定架。下弧形固定架底側(cè)開有延其自身所在弧線所確定的弧形孔，弧形滑塊可在下弧形固定架上滑動，接收不同天頂角處的透射接收探頭安裝在弧形滑塊上，弧形滑塊通過螺栓聯(lián)接緊固在弧形固定架。
[0021]優(yōu)選的，所述的光學(xué)轉(zhuǎn)換器設(shè)置在圓環(huán)形軸承座的下方，避免光學(xué)轉(zhuǎn)換器影響光源系統(tǒng)對植物葉片的照射。
[0022]本發(fā)明的接收檢測系統(tǒng)包括用于檢測待測樣品不同接收天頂角處反射或透射光的多個反射/透射接收探頭，這些反射/透射接收探頭與光學(xué)轉(zhuǎn)換器一端的數(shù)據(jù)接口連接，光學(xué)轉(zhuǎn)換器的另一端接口與光譜儀連接，光譜儀通過數(shù)據(jù)線與電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。圓環(huán)形軸承座設(shè)置在試樣臺的上支撐板上，軸承座內(nèi)置有滾珠軸承，安置反射接收探頭和透射接收探頭的弧形固定架分別安裝在圓環(huán)形軸承座上，弧形固定架通過螺栓連接安置光學(xué)轉(zhuǎn)換器的托盤，光學(xué)轉(zhuǎn)換器并隨弧形固定架一起沿著圓環(huán)形軸承座轉(zhuǎn)動以減少光纖擾動對實(shí)驗(yàn)造成的影響。其中光學(xué)轉(zhuǎn)換器放置在托盤里，光學(xué)轉(zhuǎn)換器一側(cè)端口(16個)與反射或透射接收探頭連接，一側(cè)端口與光譜儀連接，以實(shí)現(xiàn)不同接收天頂角處反射光或者透射光分布的檢測。其中，光譜儀也是固定在圓環(huán)形軸承座上，隨著弧形固定架一起轉(zhuǎn)動，減少光纖擾動對實(shí)驗(yàn)造成的影響。
[0023]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0024](I)該植物葉片三維光分布快速測量裝置可很好的實(shí)現(xiàn)在一個接收方位角下測量多個接收天頂角處的反射/透射光分布的功能。
[0025](2)光學(xué)轉(zhuǎn)換器與光譜儀同時隨弧形固定架一起沿著圓環(huán)形軸承座轉(zhuǎn)動可明顯減少光纖擾動對實(shí)驗(yàn)造成的影響。
[0026](3)測量過程耗時縮短，且實(shí)驗(yàn)誤差減小，進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)效率和實(shí)驗(yàn)精度。
【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2是本發(fā)明檢測裝置另一視角結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3是本發(fā)明反射接收探頭安裝示意圖；
[0030]圖4是本發(fā)明反射/透射接收探頭與光學(xué)轉(zhuǎn)換器連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]如圖1-4所示，一種植物葉片三維光分布快速測量裝置，包括試樣臺，光源系統(tǒng)，樣品架，反射/透射接收檢測系統(tǒng)以及用于處理多個探頭接收信息的多路轉(zhuǎn)換器等。
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