日光诱导叶绿素荧光测量系统技术方案

技术编号:43133416 阅读:3 留言:0更新日期:2024-10-29 17:39
本技术公开了一种日光诱导叶绿素荧光测量系统。该系统的支撑结构上设置有主机箱和光纤导线器,主机箱内设置有上位机、数据采集器和光谱仪;数据采集器电连接光谱仪控制光谱仪的工作状态并对采集的光谱数据进行存储;数据采集器电连接光纤导线器控制光纤导线器进行上下方向转动;光谱仪通过光纤连接余弦校准器,余弦校准器用于扩展光纤的视场角,光谱仪用于在光纤的视场角范围内采集光谱数据;数据采集器电连接上位机,上位机用于设置光谱仪的控制参数以及显示系统测量数据与系统状态信息。通过本技术,解决了相关技术中日光诱导叶绿素荧光测量系统的结构复杂,成本较高的技术问题,达到了结构简单,节省成本的技术效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及遥感,具体而言,涉及一种日光诱导叶绿素荧光测量系统


技术介绍

1、总初级生产力(gross primary productivity,gpp)是指单位时间和单位面积上的绿色植物通过光合作用所制造的有机物质或所固定的能量,是生态系统中其他生物的能量来源,对生态系统的稳定运行有着重要作用。传统的测量总初级生产力的方法有收割称重法,二氧化碳同化法等。传统的测量方法通常为非连续测量或者测量结果代表性差的特点。研究表明日光诱导叶绿素荧光(solar-induced chlorophyll fluorescence,sif)和植物光合作用和植物生理状态都有密切的联系。通过探测叶绿素荧光,可以间接了解植物的光合作用。因此sif可以用来作为生态或者作物模型的输入参数来估算gpp。此外还可sif还可用于卫星观测结果的地面验证以及植被受胁迫后的早期预警信号(在作物灾害出现之前sif的变化就能被测到)等。因此,采用日光诱导叶绿素荧光法估算gpp,该方法可以持续测量,且测量结果代表范围大。

2、现有技术的sif测量系统通常测量支架上设置有旋转电机,连接旋转电机的旋转杆上设置有光谱荧光探测器,测量支架还设置有可反射光的标准参考板,标准参考板位于旋转杆旋转平面的下方,光谱荧光探测器先测得标准参考板的光谱数据;然后主机电连接旋转电机控制旋转电机进行水平面的旋转,光谱荧光探测器再测得植被冠层光谱数据;通过光谱荧光探测器获取多组标准参考板光谱数据和待测植被冠层光谱数据,然后根据sif提取算法获得待测植被冠层的日光诱导叶绿素荧光数据。此外,还有一种sif测量系统虽然不设置标准参考板,但需要采用至少两路包含光谱荧光探测器设备相结合来获得植被冠层的日光诱导叶绿素荧光数据,一路用于采集太阳的入射光光谱数据,另一路用于采集植被冠层所产生的反射光谱数据。因此,现有的日光诱导叶绿素荧光测量系统结构复杂,成本较高,进而影响其推广应用。

3、针对上述的问题,目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种日光诱导叶绿素荧光测量系统,以至少解决相关技术中日光诱导叶绿素荧光测量系统的结构复杂,成本较高的技术问题。

2、根据本技术实施例的一个方面,提供了一种日光诱导叶绿素荧光测量系统,包括:支撑结构、主机箱、上位机、数据采集器、光谱仪、光纤导线器和余弦校准器;其中:所述支撑结构上设置有所述主机箱和所述光纤导线器,所述主机箱内设置有所述上位机、所述数据采集器和所述光谱仪;所述数据采集器电连接所述光谱仪控制所述光谱仪的工作状态并对采集的光谱数据进行存储;所述数据采集器电连接所述光纤导线器控制所述光纤导线器进行上下方向转动;所述光谱仪通过光纤连接所述余弦校准器,所述余弦校准器用于扩展所述光纤的视场角,所述光谱仪用于在所述光纤的视场角范围内采集光谱数据;所述数据采集器电连接所述上位机,所述上位机用于设置所述光谱仪的控制参数,以及显示系统测量数据与系统状态信息。

3、可选地,还包括:恒温箱和温控设备,所述恒温箱设置在所述主机箱内,所述光谱仪和所述温控设备设置在所述恒温箱内,所述温控设备电连接所述数据采集器。

4、可选地,所述恒温箱内设置有至少一层保温层。

5、可选地,还包括:光谱仪接口,所述光谱仪接口设置在所述恒温箱内,所述光谱仪接口电连接所述数据采集器,所述光谱仪接口用于外接其他的光谱仪。

6、可选地,所述光谱仪和所述其他的光谱仪具有不同的波段范围。

7、可选地,还包括:供电模块,所述供电模块设置在所述主机箱内,所述供电模块分别电连接所述主机箱内的用电设备、所述恒温箱内的用电设备;其中,所述主机箱内的用电设备包括以下至少之一:所述上位机、所述数据采集器;所述恒温箱内的用电设备包括以下至少之一:所述光谱仪、所述其他光谱仪和所述温控设备。

8、可选地,所述支撑结构包括支架和伸长部,所述支架与所述伸长部固定连接,所述主机箱设置在所述支架上,所述光纤导线器设置在所述伸长部上。

9、可选地,所述光纤导线器包括:编码器、电机和导线部件,所述编码器分别电连接所述数据采集器和所述电机,所述电机与所述导线部件连接,所述光谱荧光探测器设置在所述导线部件上。

10、可选地,所述数据采集器包括至少一个通信端口,其中,所述通信端口用于将所述光谱仪采集的光谱数据传输至后台服务器。

11、在本技术实施例中,该日光诱导叶绿素荧光测量系统包括支撑结构、主机箱、上位机、数据采集器、光谱仪、光纤导线器和余弦校准器;其中:支撑结构上设置有主机箱和光纤导线器,主机箱内设置有上位机、数据采集器和光谱仪;数据采集器电连接光谱仪控制光谱仪的工作状态并对采集的光谱数据进行存储;数据采集器电连接光纤导线器控制光纤导线器进行上下方向转动;光谱仪通过光纤连接余弦校准器,余弦校准器用于扩展光纤的视场角,光谱仪用于在光纤的视场角范围内采集光谱数据;数据采集器电连接上位机,上位机用于设置光谱仪的控制参数,以及显示系统测量数据与系统状态信息。也就是说,本技术实施例中的日光诱导叶绿素荧光测量系统无需设置标准参考板或者额外增加一路光谱荧光探测器,只需数据采集器电连接光纤导线器控制光纤导线器进行上下方向转动,可以实现余弦校准器的朝上和朝下两个方向,以捕获不同目标的光谱数据,进而获得日光诱导叶绿素荧光数据,进而解决了相关技术中日光诱导叶绿素荧光测量系统的结构复杂,成本较高的技术问题,达到了结构简单,节省成本的技术效果。

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【技术保护点】

1.一种日光诱导叶绿素荧光测量系统,其特征在于,包括:支撑结构、主机箱、上位机、数据采集器、第一光谱仪、光纤导线器和余弦校准器;其中:所述支撑结构上设置有所述主机箱和所述光纤导线器,所述主机箱内设置有所述上位机、所述数据采集器和所述第一光谱仪;所述数据采集器电连接所述第一光谱仪控制所述第一光谱仪的工作状态并对采集的光谱数据进行存储;所述数据采集器电连接所述光纤导线器控制所述光纤导线器进行上下方向转动;所述第一光谱仪通过光纤连接所述余弦校准器,所述余弦校准器用于扩展所述光纤的视场角,所述第一光谱仪用于在所述光纤的视场角范围内采集光谱数据;所述数据采集器电连接所述上位机,所述上位机用于设置所述第一光谱仪的控制参数,以及显示系统测量数据与系统状态信息。

2.根据权利要求1所述的日光诱导叶绿素荧光测量系统,其特征在于,还包括:恒温箱和温控设备,所述恒温箱设置在所述主机箱内,所述第一光谱仪和所述温控设备设置在所述恒温箱内,所述温控设备电连接所述数据采集器。

3.根据权利要求2所述的日光诱导叶绿素荧光测量系统,其特征在于,所述恒温箱内设置有至少一层保温层。

>4.根据权利要求2所述的日光诱导叶绿素荧光测量系统,其特征在于,还包括:光谱仪接口,所述光谱仪接口设置在所述恒温箱内,所述光谱仪接口电连接所述数据采集器,所述光谱仪接口用于外接第二光谱仪。

5.根据权利要求4所述的日光诱导叶绿素荧光测量系统,其特征在于,所述第一光谱仪和所述第二光谱仪具有不同的波段范围。

6.根据权利要求4所述的日光诱导叶绿素荧光测量系统,其特征在于,还包括:供电模块,所述供电模块设置在所述主机箱内,所述供电模块分别电连接所述主机箱内的用电设备、所述恒温箱内的用电设备;其中,所述主机箱内的用电设备包括以下至少之一:所述上位机、所述数据采集器;所述恒温箱内的用电设备包括以下至少之一:所述第一光谱仪、所述第二光谱仪和所述温控设备。

7.根据权利要求1所述的日光诱导叶绿素荧光测量系统,其特征在于,所述支撑结构包括支架和伸长部,所述支架与所述伸长部固定连接,所述主机箱设置在所述支架上,所述光纤导线器设置在所述伸长部上。

8.根据权利要求1所述的日光诱导叶绿素荧光测量系统,其特征在于,所述光纤导线器包括:编码器、电机和导线部件,所述编码器分别电连接所述数据采集器和所述电机,所述电机与所述导线部件连接,所述余弦校准器设置在所述导线部件上。

9.根据权利要求1至8任一项所述的日光诱导叶绿素荧光测量系统,其特征在于,所述数据采集器包括至少一个通信端口,其中,所述通信端口用于将采集的光谱数据传输至后台服务器。

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【技术特征摘要】

1.一种日光诱导叶绿素荧光测量系统,其特征在于,包括:支撑结构、主机箱、上位机、数据采集器、第一光谱仪、光纤导线器和余弦校准器;其中:所述支撑结构上设置有所述主机箱和所述光纤导线器,所述主机箱内设置有所述上位机、所述数据采集器和所述第一光谱仪;所述数据采集器电连接所述第一光谱仪控制所述第一光谱仪的工作状态并对采集的光谱数据进行存储;所述数据采集器电连接所述光纤导线器控制所述光纤导线器进行上下方向转动;所述第一光谱仪通过光纤连接所述余弦校准器,所述余弦校准器用于扩展所述光纤的视场角,所述第一光谱仪用于在所述光纤的视场角范围内采集光谱数据;所述数据采集器电连接所述上位机,所述上位机用于设置所述第一光谱仪的控制参数,以及显示系统测量数据与系统状态信息。

2.根据权利要求1所述的日光诱导叶绿素荧光测量系统,其特征在于,还包括:恒温箱和温控设备,所述恒温箱设置在所述主机箱内,所述第一光谱仪和所述温控设备设置在所述恒温箱内,所述温控设备电连接所述数据采集器。

3.根据权利要求2所述的日光诱导叶绿素荧光测量系统,其特征在于,所述恒温箱内设置有至少一层保温层。

4.根据权利要求2所述的日光诱导叶绿素荧光测量系统,其特征在于,还包括:光谱仪接口,所述光谱仪接口设置在所述恒温箱内,所述光谱仪接口电连接所述数据...

【专利技术属性】
技术研发人员:伊纳修·比克纳
申请(专利权)人:康宝智信测量技术北京有限公司
类型:新型
国别省市:

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