植物叶片叶绿素荧光参数检测装置及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115266661A(43)申请公布日2022.11.01(21)申请号202110475367.9(22)申请日2021.04.29(71)申请人中国农业大学地址100193北京市海淀区圆明园西路2号(72)发明人孙红赵若梅安露露唐伟杰王楠李民赞(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002专利代理师肖艳(51)Int.Cl.G01N21/64(2006.01)权利要求书2页说明书14页附图5页(54)发明名称植物叶片叶绿素荧光参数检测装置及方法(57)摘要本发明提供一种植物叶片叶绿素荧光参数检测装置及方法，其中，装置包括：包括：数据采集模块、测温模块和主控处理模块；数据采集模块包括：叶片夹、光纤、滤光片和光谱仪；叶片夹用于将待测叶片夹持于叶片夹内部；光学通道用于使光线进入叶片夹，到达待测叶片表面，反射光信号传输至光纤；光纤用于获取光线通过光学通道经过待测叶片反射的光信号；光谱仪用于在光学通道光线入口处未设置滤光片时，确定待测叶片辐照度；在光学通道光线入口处设置滤光片时，确定待测叶片荧光光谱；待测温模块包括：温度传感器；温度传感器用于测量待测叶片温度；主控处理模块用于接收待测叶片的测量数据，基于待测叶片的测量数据，确定待测叶片的叶绿素荧光参数。CN115266661ACN115266661A权利要求书1/2页1.一种植物叶片叶绿素荧光参数检测装置，其特征在于，包括：数据采集模块、测温模块和主控处理模块；所述数据采集模块包括：叶片夹、光纤、滤光片和光谱仪；所述叶片夹由遮光材料制作，用于将待测叶片夹持于所述叶片夹内部；所述叶片夹设置有光学通道；所述光学通道用于使光线进入叶片夹，到达所述待测叶片表面，反射光信号传输至所述光纤；所述光纤一端垂直与所述待测叶片，设置于所述叶片夹内部，用于获取光线通过光学通道经过所述待测叶片反射的光信号；所述光谱仪与所述光纤另一端连接，获取所述光信号，用于在所述光学通道光线入口处未设置滤光片时，根据所述光信号，确定所述待测叶片辐照度；在所述光学通道光线入口处设置所述滤光片时，根据所述光信号，确定待测叶片荧光光谱；所述待测温模块包括：温度传感器；所述温度传感器用于测量待测叶片温度；所述主控处理模块用于接收所述待测叶片的测量数据，基于所述待测叶片的测量数据，确定所述待测叶片的叶绿素荧光参数；其中，所述待测叶片的测量数据，包括：所述待测叶片辐照度、所述待测叶片荧光光谱和所述待测叶片温度。2.根据权利要求1所述的植物叶片叶绿素荧光参数检测装置，其特征在于，所述光学通道包括：第一光学通道和第二光学通道；所述光纤包括：第一光纤和第二光纤；所述滤光片设置于所述第二光学通道光线入口处；所述光谱仪与所述第一光纤和所述第二光纤连接，通过所述第一光纤获取第一光信号，根据所述第一光信号，确定所述待测叶片辐照度；通过所述第二光纤获取第二光信号，根据所述第二光信号，确定待测叶片荧光光谱。3.根据权利要求1所述的植物叶片叶绿素荧光参数检测方法，其特征在于，所述遮光材料为ABS黑色塑料。4.一种基于所述权利要求1‑3任一项所述的植物叶片叶绿素荧光参数检测装置所实现的植物叶片叶绿素荧光参数检测方法，其特征在于，包括：基于所述待测叶片的测量数据，确定所述待测叶片的叶绿素荧光参数；其中，所述待测叶片辐照度、所述待测叶片荧光光谱和所述待测叶片温度。5.根据权利要求4所述的植物叶片叶绿素荧光参数检测方法，其特征在于，所述基于所述待测叶片的测量数据，确定所述待测叶片的叶绿素荧光参数，具体包括：基于所述待测叶片辐照度和所述待测叶片荧光光谱，确定所述待测叶片的荧光光谱反射率；基于所述待测叶片辐照度、所述荧光光谱反射率和所述待测叶片温度，确定所述待测叶片的叶绿素荧光参数。6.根据权利要求5所述的植物叶片叶绿素荧光参数检测方法，其特征在于，所述基于所述待测叶片辐照度和所述待测叶片荧光光谱，确定所述待测叶片的荧光光谱反射率，具体包括：基于所述待测叶片辐照度和所述待测叶片荧光光谱，根据荧光光谱反射率计算公式，确定所述待测叶片的荧光光谱反射率；2CN115266661A权利要求书2/2页所述荧光光谱反射率计算公式为：其中，R为荧光光谱反射率，L为待测叶片辐照度，B为暗电流，I为白板辐照度。7.根据权利要求6所述的植物叶片叶绿素荧光参数检测方法，其特征在于，在所述基于所述待测叶片辐照度和所述待测叶片荧光光谱，根据荧光光谱反射率计算公式，确定所述待测叶片的荧光光谱反射率的步骤之前，还包括：基于所述植物叶片叶绿素荧光参数检测装置进行白板标定，获取所述白板辐照度；在所述植物叶片叶绿素荧光参数检测装置不夹持所述待测叶片时，采集所述暗电流。8.根据权利要求5‑7任一项所述的植物叶片叶绿素荧光参数检