[發明專利]田間玉米植株葉片天冬氨酸含量檢測裝置和方法

在審

• 申請號: 201510022894.9
• 申請日: 2015-01-17
• 公開（公告）號: CN104535505A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 劉雪梅;萬娟娟;胡華
• 申請（專利權）人: 華東交通大學;劉雪梅
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及光譜檢測作物葉片領域，尤其涉及田間玉米植株葉片天冬氨酸含量檢測裝置。

背景技術

玉米果實含有大量的蛋白質、糖類、脂肪、維生素及微量元素硒、鎂等多種營養元素。所以玉米在我國非常受老百姓歡迎，每年的產量很大。玉米葉片中天冬氨酸含量是玉米生長過程中重要的生理指標，天冬氨酸在醫藥，食品和化工等方面有著廣泛的用途。在醫藥方面，可以用于治療心臟病，肝臟病，高血壓癥，具有防止和恢復疲勞的作用，和多種氨基酸一起，制成氨基酸輸液，用作氨解毒劑，肝功能促進劑，疲勞恢復劑。在食品工業方面，是一種良好的營養增補劑，添加與各種清涼飲料，也是甜味素—天冬酰苯內氨酸甲酯的主要原料。在化工方面，可以作為制造合成樹脂的原料，也可以作為化妝品的營養性添加劑等。監控玉米生長過程中天冬氨酸含量指標，分析造成天冬氨酸含量指標變化的原因，為玉米種植決策提供依據，對玉米種植合理水肥管理提供科學依據。

玉米葉片天冬氨酸含量測定仍然主要是化學方法測定，該方法需要對作物進行破壞性處理，耗時費力，需要較多的人力成本，分析過程有較多的機械性操作，并且一般不適宜對大量樣本進行分析，更不適合活體檢測玉米葉片天冬氨酸含量，難以滿足數字農業和農業物聯網信息快速動態監測的要求，兼顧測定數據的準確性、操作便捷及環保無污染的特性，利用光譜學技術已經得到一定程度的應用。

因玉米葉片生長形態各異，現場測量對光源投射角度和光譜探頭入射角度要求很高，現有的玉米葉片天冬氨酸含量光譜檢測的方法大多采用采摘新葉，裝袋碎冰保鮮防止葉片變質以影響天冬氨酸含量光譜測量的準確性，對測量天冬氨酸含量實時性要求高。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供適用于現場檢測、測量準確的田間玉米植株葉片天冬氨酸含量檢測裝置和方法。

為達上述目的，本發明采用的技術方案為：田間玉米植株葉片天冬氨酸含量檢測裝置，包括有光譜探頭和可見近紅外光源，其不同之處在于，還包括有懸掛裝置、電驅小車和數據處理模塊，懸掛裝置由直角伸展臂、萬向節和彎刀懸掛臂組成，萬向節固定端和直角伸展臂水平外延端連接，萬向節活動端和彎刀懸掛臂頂端連接，彎刀懸掛臂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彎刀懸掛臂上，螺栓固定；電驅小車由車架、電源裝置、車輪和微型直流電機組成，車架前端和后端分別安裝有1個前輪和2個后輪，微型直流電機安裝在前輪內部，電源裝置安裝在車架上面靠近前輪位置；數據處理模塊安裝在車架前部一根立桿上；懸掛裝置和電驅小車通過連接桿連接。

較佳地，所述的彎刀懸掛臂上均勻分布有15個圓孔，圓孔中心距離10?cm，彎刀懸掛臂通過萬向節可以實現全自由度轉動，可以實現對自然形態葉片正反兩面光譜采集，在小車保持不動的情況下，可以對以萬向節為圓點，彎刀懸掛臂直線距離為半徑的區域葉片進行數據采集和檢測。

較佳地，所述的直角伸展臂長2米，直角之間焊接一塊三角板，直角外圍焊接一根加強筋，增加直角伸展臂的抗拉抗彎強度，使之經久耐用。

較佳地，所述的連接桿兩端分別與驅動小車的車架中部立桿、懸掛裝置的直角伸展臂垂直端螺紋連接，通過轉動連接桿實現懸掛裝置高度調節，保證不同生長高度的玉米葉片都能被檢測到，可以對同一株玉米不同高度的葉片進行數據采集和檢測，還可以對不同生長期的玉米葉片進行數據采集和檢測。

較佳地，所述的直角伸展臂、萬向節和彎刀懸掛臂材質為鋁材，連接桿和車架材質為鑄鐵材料，小車在田間行進和開展檢測工作時可以最大限度保持平衡，保證檢測設備和人員安全。

較佳地，所述的數據處理模塊，液晶顯示，安裝高度為1.2米，與水平夾角為120度，方便工作人員通過液晶顯示查看檢測結果，電源裝置有3組蓄電池組成，安裝位置靠近前輪，除了給微型直流電機、光源和數據處理模塊供電，還可以起到配重平衡的作用，微型直流電機驅動前輪向前或向后行進，后輪控制行進方向。

較佳地，所述的電驅小車的車架中部立桿兩側分別安裝有一根加強筋，車架中部立桿和車架前部立桿之間焊接有倒T字形連桿，倒T字形連桿頂端和車架中部立桿之間焊接有一根短連接桿，增加驅動小車的結構強度，使之經久耐用。

較佳地，田間玉米植株葉片天冬氨酸含量檢測的方法，其特征在于：包括如下步驟：

（a）設備準備：將裝置牽引或自行至待展開檢測工作的位置，啟動電源開關，開啟光源，預熱15分鐘，使光源穩定，對裝置水平找平，保持穩定；

（b）光譜白板矯正：白板與玉米植株葉片高度平齊放置，進行光譜白板矯正；