[發明專利]室內光譜觀測三維載物臺及其應用

有效

• 申請號: 201210009938.0
• 申請日: 2012-01-13
• 公開（公告）號: CN102590089A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 張垚;黃敬峰;魏晨;王秀珍
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;王兵

1.一種室內光譜觀測三維載物臺，包括載物區、升降區和平移區，其特征在于：所述的載物區由石英玻璃I、石英玻璃II、石英玻璃支架和工作臺組成，實現載放光譜觀測物和探頭視場角個數的量化；所述的升降區由剪式升降臺、直連接支架組成，實現觀測物垂直方向上量化；所述的平移區由左右平移臺、前后平移臺組成，在光譜觀測過程中進行水平的定量平移，結合所述的載物區實現觀測物水平方向量化；

所述的載物區、升降區、平移區區域之間的連接方式如下：所有平面石英玻璃I、石英玻璃II、石英玻璃支架、工作臺、剪式升降臺、左右平移臺和前后平移臺上面和下面均為較高要求平整平面，且這些部件平面水平放置，且其重心在垂直與水平面的一條連線上；石英玻璃I、石英玻璃II水平插入石英玻璃支架的兩條上下石英玻璃槽中，并且石英玻璃I在上，石英玻璃II在下；之后直連接支架四根支架頂端與載物區底部四角垂直連接，所述左右平移臺上面四角與直連接支架四根支架底端垂直相連；剪式升降臺上頂面和工作臺下底面平行相連，與左右平移臺上面平行相連；左右平移臺下面與前后平移臺上面平行連接，但在左右平移臺和前后平移臺軸線是相互在垂直。

2.如權利要求1所述的室內光譜觀測三維載物臺，其特征在于：所述的構建部分載物區，包括以下：

(1)石英玻璃I：方形厚度非常均一，透視性好，不要求其他較高光學屬性的石英玻璃；在石英玻璃I上表面打有標準方格，突出中心位置；從三維載物臺的俯視方向上，利用石英玻璃I上表面的標準方格透過石英玻璃II對觀測物進行光譜觀測面量化，并確定光譜采樣點位置；

(2)石英玻璃II：方形厚度非常均一，在350nm-2500nm波段光透射率不能低于99％的石英玻璃；石英玻璃II與工作臺固定光譜觀測物的主平面，也可以通過剪式升降臺垂直移動工作臺實現壓平薄膜狀的觀測物表面；

(3)石英玻璃支架：是外框長方形和內框長方形的石英玻璃支架，在內壁深洗有兩個水平方向的石英玻璃鑲嵌固定槽，三位載物臺正視長近端洗透，觀測光譜時便于石英玻璃I取出；近端上下各有兩個鎖緊螺釘，在確定光譜采樣點和觀測光譜時固定石英玻璃I和石英玻璃II；

(4)工作臺：是載放光譜觀測物的平臺，為方形直連接支架厚度均一，水平連接在升降臺頂部；工作臺的表面是由一層對光的反射率小于0.5％薄膜包裹；在正視工作臺近端左端下方安裝垂直方向的高度指針，與直連接支架中帶有刻度的支架量化觀測物的垂直高度和薄膜觀測物的壓平程度。

3.如權利要求2所述的室內光譜觀測三維載物臺，其特征在于：所述的構建部分升降區中升降區，包括以下：

1)剪式升降臺：與工作臺連接垂直移動觀測物；

2)直連接支架：是載物區與平移區的四根垂直連接支架，其中在正視左側的一根上標有標準單位的刻度，可以量化垂直方向的高度。

4.如權利要求3所述的室內光譜觀測三維載物臺，其特征在于：所述的構建部分平移區中升降臺區，包括以下：

①左右平移臺：材質為不銹鋼可正視左右平移的載重單軸平移臺。正視在平移臺側身可記錄平移距離，結合載物區對觀測物水平面左右進行量化。

②前后平移臺：材質為不銹鋼可正視前后平移的載重單軸平移臺。正視在平移臺側身可記錄平移距離，結合載物區對觀測物水平面前后進行量化。

5.如權利要求3所述的室內光譜觀測三維載物臺，其特征在于：所述的剪式升降臺設有高度調節器和高度鎖緊。

6.如權利要求5所述的室內光譜觀測三維載物臺，其特征在于：除石英玻璃I、石英玻璃II部分外其他部件表面均為氧化發黑表面，減少反射散射影響。

7.一種室內光譜觀測三維載物臺的應用，特別可用于室內植物葉片高光譜特征測定，所述的應用按以下步驟進行：

i植物葉片在工作臺的載放葉片的中心位置為葉片的最寬處的連線與主葉脈相交點，從工作臺正上方俯視，透過石英玻璃II確定葉片的中心位置與石英玻璃I的中心位置重合；葉柄在工作臺近端，主脈與前后方向通過石英玻璃I的中心位置的刻度線近似重合；

ii葉片壓平旋動剪式升降臺上的高度調節器，使工作臺和石英玻璃II壓平葉片，達到工作臺上的指定高度；在不平整葉片，可以通過工作臺和石英玻璃II兩個平面固定葉片并記錄高；

iii葉片光譜采樣點確定采用FIELD?SPEC3光譜儀，帶有特定視場角探頭垂直探測，視場角范圍特定的直徑圓面；為了消除邊緣效應，取除葉片周邊最外的標準方格；取葉片最大葉面積的長方形的對角線為光譜采樣點軌跡，并記錄含有主脈取樣點個數；

iv葉片光譜采樣點確定利用左右平移臺和前后平移臺將探頭對準采樣線點一段，抽出石英玻璃I，并進行光譜測定，其他采樣線點的光譜采樣，利用采樣點對應的方格數，直接用左右平移臺、前后平移臺平移相應的單位長度，并光譜采樣記錄；

v獲取光譜反射率的校正由于石英玻璃II在獲取光譜的過程中參與光的輻射傳輸，因此需要校正光譜反射率，具體公式如下：

R＝R_s*(R₁-R₀)/(1-R₀)

其中R表示校正后的光譜；R_s表示儀器本身的校正率；R₁表示實際測定的反射率；R₀表示環境反射率。