[實用新型]一種基于光纖熒光式溫度傳感器的植物葉溫測量儀

有效

• 申請號: 201320876953.5
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN203688101U
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 程陽;胡佳成;王魏強;陶依貝;李東升
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本實用新型涉及一種葉片溫度測量儀，尤其是涉及一種基于光纖熒光式溫度傳感器的植物葉片溫度測量儀。

背景技術

植物生長狀況的優良離不開水分合理灌溉，葉氣溫差（葉面溫度與空氣溫度之差）能夠反映植物是否處于較優的水分狀態，所以精確測量植物葉面溫度可以為植物合理灌溉提供理論依據。

利用紅外測溫法可以實現對葉片的溫度測量，但由于紅外測溫法本身的缺陷存在較大的誤差；熱電偶式溫度傳感器需要有冷卻補償端，安裝相對比較麻煩，且成本較高；利用鉑電阻式溫度傳感器與葉片接觸也可以實現對葉片的溫度測量，由于鉑電阻本身工作面積較大，不利于測量尺寸較小的植物葉片。

光纖熒光測溫系統一般采用石英光纖作為傳感探頭和傳輸介質，其通過光信號的調制，信號幅值損耗低，具有高靈敏度、高響應和高分辨率，并且能將信號傳輸至遠離惡劣的現場環境，使光電器件穩定運行，大大降低了環境對溫度測量的影響。隨著光纖熒光測溫技術的不斷發展，其應用前景更為廣闊。

發明內容

本實用新型提供了一種新的葉溫測量儀，它是基于光纖熒光式溫度傳感器的植物葉溫測量儀。

為實現上述目的，本實用新型所采取的技術方案如下：

本實用新型由箱體、光纖熒光式溫度傳感器、支架和葉片夾具組成；箱體內裝有供電電源模塊、MSP430單片機控制模塊、液晶顯示器。支架上安裝有波紋管，波紋管用于支撐葉片夾具，葉片夾具內設置有光纖熒光式溫度傳感器。

所述的MSP430單片機控制模塊包括熒光解調模塊、電流電壓轉換電路、A/D轉換電路、MSP430單片機控制電路及串口通訊電路；光纖熒光式溫度傳感器經熒光解調模塊輸出的信號為標準電流信號，該信號經電流電壓轉換電路輸出為標準電壓信號，電流電壓轉換電路實現4～20mA標準電流轉0～5V標準電壓，輸出電壓信號經A/D轉換電路輸出數字信號到MSP430單片機控制電路上，MSP430單片機控制電路將采集信號在液晶顯示器上顯示或通過串口通訊電路與上位機進行數據交換。

所述的葉片夾具由上下兩夾板組成，上下兩夾板為薄壁裝置，上下兩夾板用沉頭螺栓連接，沉頭螺栓嵌入在一個扭轉彈簧里，上夾板前端開槽，用于放置光纖熒光測溫傳感器探頭，探頭周圍固定有隔熱棉，減少環境溫度對傳感器的影響，上夾板中間部分開一長口通道，作為傳感器通道，中間部分開有圓孔通道，便于對傳感器固定；下夾板上開有一圓孔，用于與波紋管連接。

本實用新型采用光纖熒光式溫度傳感器對葉片溫度測量的方法具有接觸面積小，對葉片溫度影響小的特征，能更準確地獲取葉片溫度值。

本實用新型中的光纖熒光式溫度傳感器具有抗干擾能力強、線性度好的特點，本實用新型實現了利用光纖熒光式溫度傳感器對葉片的溫度測量，并實時顯示在液晶顯示器，利用串口通訊接口可以實現上位機與下位機信息交互，本實用新型測量葉片溫度時操作簡便。

附圖說明

圖1是基于光纖熒光式溫度傳感器的植物葉溫測量儀原理框圖。

圖2是MSP430單片機控制模塊原理框圖。

圖3是葉片夾具上夾板與下夾板全剖視圖。

圖中：1夾具的上夾板、2光纖熒光式溫度傳感器、3上夾板長口、4、隔熱棉、5上夾板開槽、6上夾板圓孔通道、7夾具的下夾板、8下夾板圓孔、9箱體、10葉片夾具、11波紋管、12支架。

具體實施方

如圖1，光纖熒光式溫度傳感器的植物葉溫測量儀由箱體9、光纖熒光式溫度傳感器2、支架12和葉片夾具10組成；箱體9裝有供電電源模塊、MSP430單片機控制模塊、液晶顯示器；支架上安裝有波紋管11，波紋管11用于支撐葉片夾具10。供電電源模塊為整個儀器提供必需的工作電壓，光纖熒光式溫度傳感器采集的溫度信號經由MSP430單片機控制模塊處理輸出，輸出信號可以輸出到液晶顯示器顯示，或者經由串口通訊接口與上位機實現數據交換。支架采用波紋管，波紋管一端固定在箱體上，另一端與夾具的下夾板連接，可以實現夾具的自由移動，方便對葉片溫度測量。

如圖2，光纖熒光式溫度傳感器經熒光解調模塊輸出的信號為標準電流信號，該信號經電流電壓轉換電路輸出為標準電壓信號，電流電壓轉換電路采用RCV420芯片實現4～20mA標準電流轉0～5V標準電壓，輸出電壓信號經A/D轉換電路輸出數字信號到MSP430單片機上，MSP430單片機采用MSP430F149型號，MSP430F149單片機將采集信號在液晶顯示器上顯示或通過串口通訊與上位機進行數據交換。