一种活体测定叶面积仪制造技术

一种活体测定叶面积仪，其照明光源包括上、下光源；摄像头为一带ＣＣＤ芯片的摄像头，在摄像头上方有前、后档光板；信号发送轮位于摄像头正上方且在其表面从左向右绕有一反光扁平丝，下光源的光经反射镜后射到信号发送轮上再由反射镜折返到摄像头且在测定过程中信号光点不断地反复由左向右移动；传送轴包括被动压送轴和主动传送轴，在主动传送轴的中部设有与叶脉基部相适应的凹槽；减速电机通过一传动齿轮分别传动信号发送轮和主动传送轴的齿轮。本实用新型专利技术体积小、重量轻、携带及使用方便，在测试叶片时其不会破坏叶片，其能对同一叶片在不同时期的叶面积和同一植株叶片叶面积的发生发展进行追踪研究。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利说明本技术涉及一种测定叶子面积的设备，更具体地说，涉及一种活体测定叶面 积仪。
技术介绍
叶片是植物进行光合作用的主要器官，是众多关于估算植物特征参数模型输入或 输出的重要参数，常用在植物生物生化、生理生态、作物栽培管理与育种等研究和应用方 面。因此，如何准确获取所研究对象单位叶面积具有重要的意义。目前的叶面积测定的方法可分为传统的手工测定法与先进的电子技术测定法。传 统的手工测定法包括方格法、纸重法、打孔称重法、系数法等，这些方法简单易学，仪器设备 便宜易得，但往往费时费力，精度低；电子技术测定方法有激光叶面积仪法、光电叶面积仪 法、数字图像处理技术法等，从而使叶面积测定走向了半自动化，在一定程度上减少了人力 的投入，其共同特点是测定准确，重复性好，但仪器设备价格昂贵，维修困难。上述测定方法 除方格法外均为破坏性测量。破坏性测量会大量摘取叶片，直接导致个体的叶片损失，破坏 了其它指标测定的系统性。因此，如何研究开发快速准确、价格低廉、非破坏性的叶面积测 定仪成为一个重要的研究课题。基于数字图像视觉分析的叶面积活体测定设备是非破坏性的，但仅适用于平面状 叶面积。其工作原理是制作适当的标准面积板，用数码相机拍摄与标准面积板处于同一平 面的叶片，然后通过计算数字图像中每个像素点代表的真实面积和叶片图像所占的像素数 量，计算出叶片面积。对于长叶型植物尤其是水稻、小麦等，该设备存在活体测量的实际困 难叶片窄长易弯曲，繁茂重叠，田间摄影难度大等。目前，对水稻、小麦等的叶面积测量，大都是将叶片从植株上摘下来后，采用鲜 (干)重法和室内仪器法测量，均为破坏性测量。水稻、小麦等长叶型植物大都是群体性产 量作物，某一个体的破坏会大大影响其周围个体的形态发展和生理指标。破坏性测量需大 量摘取叶片，直接影响了群体的叶面积指数和周围个体的光照条件，从而破坏了同一指标 在不同时期测定的环境一致性，加大了田间试验的设备性误差。而且在测定过程中摘取的 叶片很容易因为离体操作时间过长导致脱水卷叶，加大了测量的难度和精度。破坏性测量 无法实现同一叶片在不同时期的叶面积进行重复测定，更无法对同一植株叶片叶面积的发 生发展进行追踪测定。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种体积小、重量轻、携带及使用方便的 活体测定叶面积仪，该活体测定叶面积仪在测试叶片时不会破坏叶片，其能够对同一叶片 在不同时期的叶面积和同一植株叶片叶面积的发生发展进行追踪研究。为了解决上述技术问题，本技术采用了以下技术方案一种活体测定叶面积仪，其包括测定仪主体、摄像头、反射镜、照明光源、减速电机、信号发送轮和传送轴，测定仪主体带有测定平台；所述照明光源包括一用于照亮信号点的下光源和一用于照亮叶片白背景的上光源；所述摄像头为一带CCD芯片的摄像头，摄像 头与一计算机连接，摄像头安装在测定平台下方并且面向测定平台，被检测的叶片的图像 和信号发送轮上的光点都落在摄像头的画面上，在摄像头上方设有前档光板和后档光板； 信号发送轮位于摄像头正上方并且在信号发送轮表面上从左向右绕有一条反光扁平丝，下 光源的光经反射镜后射到信号发送轮的某一点上再由反射镜折返到摄像头并且在测定过 程中信号光点不断地反复由左向右移动以提供读取各次采样的叶子长度的信号；所述传送 轴包括相配合的被动压送轴和主动传送轴，在主动传送轴的中部设有与叶脉基部相适应的 凹槽；所述减速电机通过一传动齿轮分别传动信号发送轮和主动传送轴的齿轮。所述信号发送轮的直径为10 15毫米、长度为25 30毫米；反光扁平丝为“ ” 形并且其宽度为0. 1 0. 2毫米。所述信号发送轮的直径为15毫米、长度为30毫米；反光扁平丝的宽度为0. 1毫 米。所述主动传送轴的中部的凹槽为环形凹槽。。本技术由于采用了上述结构，通过使摄像头成像，焦点落在测定平台上，图像 分为两个区域并分别读取两组数据，在图像的前缘端用来读取叶片在某一时空段内前后的 叶片宽度，在图像的后缘端读出同一时间段内的走叶长度，并由此计算该段的实测面积，且 测定可以根据实际需要连续或间断进行，结果计算及累加可自动随之调整，故本技术 在测试叶片时不会破坏叶片，其能够对同一叶片在不同时期的叶面积和同一植株叶片叶面 积的发生发展进行追踪研究。另外，本技术体积小、重量轻、携带及使用方便；测量水稻 等的叶片时快速准确，精度高，同时其价格低廉，成本造价不到1000元。在结合附图阅读本技术的实施方式的详细描述后，本技术的特点和优点 将变得更加清楚。附图说明图1是本技术的截面示意图。具体实施方式下面以一个实施方式对本技术作进一步详细的说明，但应当说明，本实用新 型的保护范围不仅仅限于此。参阅图1，一种活体测定叶面积仪，其包括测定仪主体1、摄像头8、反射镜12、照明 光源、减速电机6、信号发送轮11和传送轴，测定仪主体1带有测定平台；所述照明光源包 括一用于照亮信号点的下光源9和一用于照亮叶片白背景的上光源3 ；所述摄像头8为一 带CCD芯片的摄像头，摄像头8与一计算机连接，摄像头8安装在测定平台下方并且面向测 定平台，被检测的叶片的图像和信号发送轮11上的光点都落在摄像头8的画面上，在摄像 头8上方设有前档光板7和后档光板9 ；信号发送轮11位于摄像头8正上方并且在信号发 送轮11表面上从左向右绕有一条反光扁平丝，下光源9的光经反射镜12后射到信号发送 轮11的某一点上再由反射镜12折返到摄像头8并且在测定过程中信号光点不断地反复由 左向右移动以提供读取各次采样的叶子长度的信号；所述传送轴包括相配合的被动压送轴4和主动传送轴5，在主动传送轴5的中部设有与叶脉基部相适应的环形凹槽；所述减速电 机6通过一传动齿轮13分别传动信号发送轮11和主动传送轴5的齿轮。信号发送轮11 的直径为10 15毫米、长度为25 30毫米；反光扁平丝为“ ”形并且其宽度为0. 1 0. 2毫米；例如，信号发送轮11的直径为15毫米、长度为30毫米；反光扁平丝的宽度为0. 1 毫米等而不影响本技术的保护范围。本实施 方式使用时，摄像头8装在电脑上，利用计算机作为运算工具，通过计算机 显示测定值以及把数据记录并存储到计算机内，实现样本非破坏性活体追踪测定。本实施方式基本原理为本实施方式通过使摄像头8成像，焦点落在测定平台上； 图像分为两个区域并分别读取两组数据，在图像的前缘端用来读取叶片在某一时空段内前 后的叶片宽度，在图像的后缘端读出同一时间段内的走叶长度，并由此计算该段实测面积， 且测定可以根据实际需要连续或间断进行、结果计算及累加自动随之调整。摄像头8可为韩国生产的罗技笔记本型摄像头，摄像头不采用CMOS芯片摄像头而 使用CXD芯片摄像头是因为CMOS芯片摄像头的像素小和响应速度慢，而CXD芯片摄像头可 以确保精度。摄像头8安装在测定平台下方。在使用时，通过调整摄像头8的焦距，使得被检测 的叶片的图像及信号发送轮11上的光点都清淅地落在摄像头8的画面上。一方面，被检测 的叶片的图像落在C⑶画面的前缘端，叶片经过检测口时，它的黑影的宽度与叶面成正比； 在运算程序中这是叶宽的数据；另一方面，信号发送轮11表面上的光点不断地由左向右移 动，如数值由0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活体测定叶面积仪，其包括测定仪主体（１）、摄像头（８）、反射镜（１２）、照明光源、减速电机（６）、信号发送轮（１１）和传送轴，测定仪主体（１）带有测定平台；其特征在于：所述照明光源包括一用于照亮信号点的下光源（９）和一用于照亮叶片白背景的上光源（３）；所述摄像头（８）为一带ＣＣＤ芯片的摄像头，摄像头（８）与一计算机连接，摄像头（８）安装在测定平台下方并且面向测定平台，被检测的叶片的图像和信号发送轮（１１）上的光点都落在摄像头（８）的画面上，在摄像头（８）上方设有前档光板（７）和后档光板（９）；信号发送轮（１１）位于摄像头（８）正上方并且在信号发送轮（１１）表面上从左向右绕有一条反光扁平丝，下光源（９）的光经反射镜（１２）后射到信号发送轮（１１）的某一点上再由反射镜（１２）折返到摄像头（８）并且在测定过程中信号光点不断地反复由左向右移动以提供读取各次采样的叶子长度的信号；所述传送轴包括相配合的被动压送轴（４）和主动传送轴（５），在主动传送轴（５）的中部设有与叶脉基部相适应的凹槽；所述减速电机（６）通过一传动齿轮（１３）分别传动信号发送轮（１１）和主动传送轴（５）的齿轮。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖耀平，陈友订，陈浩丰，程永盛，周新桥，陈达刚，李丽君，陈冠华，何秀英，陈钊明，张旭，李巨昌，
申请(专利权)人：广东省农业科学院水稻研究所，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]