[發明專利]多角度原位光譜檢測番茄葉片谷氨酸含量裝置及方法

在審

• 申請號: 201410794683.2
• 申請日: 2014-12-21
• 公開（公告）號: CN104568772A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 章海亮;劉雪梅
• 申請（專利權）人: 華東交通大學;章海亮;劉雪梅
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01N21/01
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

1.多角度原位光譜檢測番茄葉片谷氨酸含量裝置，包括有光譜探頭、光源，其特征在于，還包括有全方位旋轉儀和隔光裝置，全方位旋轉儀由圓弧懸掛板、圓環軌道板、電驅滾輪、支腿組成，圓弧懸掛板弧形均勻設置一排安裝孔，光源和光譜探頭根據投射角度和入射角度分別選擇其中一個安裝孔連接在圓弧懸掛板上，圓弧懸掛板兩頭端裝配有電驅滾輪，圓環軌道板上設有開口向上的凹槽，電驅滾輪嵌入凹槽內沿凹槽軌跡行進，圓環軌道板底面連接有起支撐作用的支腿；檢測時番茄活株處于圓環軌道板中心位置，隔光裝置將全方位旋轉儀連同被測番茄活株罩入其中。

2.根據權利要求1所述的多角度原位光譜檢測番茄葉片谷氨酸含量裝置，其特征在于：所述隔光裝置包括有隔光罩、支架，隔光罩由隔光材料制成，頂部開有線孔，光譜探頭和光源的電纜線和光纖線從線孔穿出，線孔處設有密封塞。

3.根據權利要求1所述的多角度原位光譜檢測番茄葉片谷氨酸含量裝置，其特征在于：所述圓弧懸掛板上還連接有攝像頭。

4.根據權利要求1所述的多角度原位光譜檢測番茄葉片谷氨酸含量裝置，其特征在于：所述電驅滾輪由滾輪和步進電機組成，步進電機輸出軸與滾輪轉軸連接。

5.根據權利要求1所述的多角度原位光譜檢測番茄葉片谷氨酸含量裝置，其特征在于：所述支腿與圓環板間設有調節圓環板離地高度的可調螺栓。

6.根據權利要求1所述的多角度原位光譜檢測番茄葉片谷氨酸含量裝置，其特征在于：所述圓弧懸掛板呈半圓形，并在側壁上標有表示懸掛板圓弧角度的刻度線。

7.根據權利要求1所述的多角度原位光譜檢測番茄葉片谷氨酸含量裝置，其特征在于：所述圓弧懸掛板的安裝孔個數為18，相鄰兩孔夾角為10°。

8.根據權利要求2所述的多角度原位光譜檢測番茄葉片谷氨酸含量裝置，其特征在于：所述隔光裝置還包括有電動葫蘆，隔光罩頂部設有吊環，電動葫蘆的吊鉤與吊環配合，電動葫蘆懸掛在支架上。

9.根據權利要求2所述的多角度原位光譜檢測番茄葉片谷氨酸含量裝置，其特征在于：所述支架為三腳支架。

10.多角度原位光譜檢測番茄葉片谷氨酸含量的方法，其特征在于：包括如下步驟：

（a）設備準備：架設支架，起吊隔光罩，架設全方位旋轉儀并水平找平，番茄活株處于全方位旋轉儀的圓環軌道板中心位置，將光譜探頭和光源分別通過安裝孔安裝在圓弧懸掛板上，光譜探頭和光源的電纜線和光纖線從線孔穿出，放下隔光罩；

（b）光譜白板矯正：白板與番茄活株葉片高度平齊放置，進行光譜白板矯正；

（c）葉片光譜的角度自動調整采樣：電驅滾輪啟動，驅動圓弧懸掛板連同光譜探頭和光源轉過一定角度，并配合調節圓環軌道板高度，通過攝像頭觀測監控以保證檢測點的光程一致，入射角和反射角呈90°；光源向第一個檢測點發送檢測光，利用光譜探頭采集檢測點處的波長為691?nm、856?nm、996?nm、1183?nm、1301?nm、1402?nm、2003?nm、1506?nm、1608?nm、1989?nm、2245?nm和2304?nm所對應番茄葉片的反射率；

（d）葉片光譜的多點采樣：采樣完成后，重復步驟（c），完成另外兩個檢測點的采樣；

（e）理化值計算：將所得三個點反射率分別輸入控制單元，控制單元依據多元線性回歸方程：

Y=11.235X1+7.567X2+3.156X3-12.689X4+14.214X5-25.437X6+11.218X7+14.687X8-25.648X9+16.614X10-32.323X11+33.456X12+0.1469，計算得到番茄葉片的谷氨酸含量，式中Y為番茄葉片中谷氨酸含量，X1~X12分別為波長691?nm、856?nm、996?nm、1183?nm、1301?nm、1402?nm、2003?nm、1506?nm、1608?nm、1989?nm、2245?nm和2304?nm所對應的番茄活株葉片的反射率，三個檢測點得到三個谷氨酸含量值，Y1，Y2和Y3，將Y1，Y2和Y3求和取平均為番茄葉片中谷氨酸含量Y。