[實(shí)用新型]基于紅外測溫的便攜式光合儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201521095973.4
• 申請日: 2015-12-24
• 公開（公告）號: CN205246222U
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張玲玲;梅爾文·T·泰里;王瑞慶;張勝
• 申請（專利權(quán)）人: 西北農(nóng)林科技大學(xué)
• 主分類號: G01J5/10
• 分類號: G01J5/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及實(shí)驗(yàn)檢測儀器領(lǐng)域，具體涉及對植物光合生理檢測儀器準(zhǔn)確性的 改進(jìn)。

背景技術(shù)

LI-COR6400便攜式光合儀是一種多功能、高效的植物葉片生理特性檢測儀器， 是國際植物生理生態(tài)領(lǐng)域最被廣泛認(rèn)可的植物葉片光合和蒸騰以及氣孔導(dǎo)度活體檢測 儀器。

植物進(jìn)行光合作用需要吸收CO₂，而在為CO₂提供氣體通道的同時不可避免地導(dǎo) 致了水分的蒸騰散失。根據(jù)由菲克定律衍生的氣體擴(kuò)散方程可知，葉片通過調(diào)整水汽 散失的氣孔導(dǎo)度g_s,W控制著水分散失速率E(molH₂Os^-1m^-2)：

E＝g_s,WΔX_W＝g_s,W(W_i-W_o)(2)

式中ΔX_w＝W_i－W_o，W_i為葉片氣孔中水汽的摩爾分?jǐn)?shù)，W_o為葉片環(huán)境中水汽的摩爾分 數(shù)。

g_s,W由空氣中水蒸氣的擴(kuò)散系數(shù)、葉片水汽擴(kuò)散距離以及橫截面積等因素決定。由 于植物自身能改變氣孔處保衛(wèi)細(xì)胞的大小和形狀，故氣孔處的水汽擴(kuò)散以及氣孔大小 因植物而異。

固碳過程是通過與水汽擴(kuò)散相同的氣體通道進(jìn)行的，固碳速率A(molCO₂s^-1m^-2) 為：

A＝g_s,CΔX_C＝g_s,C(C_i-C_o)(3)

式中ΔX_C＝C_i－C_o，C_i為葉片環(huán)境中CO₂的摩爾分?jǐn)?shù)，C_o為葉片胞間CO₂的摩爾分?jǐn)?shù)。

葉片吸收CO₂和釋放水汽是同一個通道，因此g_s,W與g_s,C之比為一常數(shù)，即

g_s,C＝g_s,W/1.4(4)

根據(jù)以上原理，LI-COR6400便攜式光合儀通過空氣流量傳感器和紅外氣體分析 儀(IRGA)測量CO₂和水分含量變化，從而計算出E和W_o，根據(jù)T_l(葉溫，即葉片 溫度)查飽和蒸汽密度表估算W_i，從而由式(2)估算g_s,W；同理，直接通過空氣流量 傳感器和IRGA測量出A和C_o，g_s,C則根據(jù)式(4)由g_s,W估算出，從而最終得到C_i值。C_i值的準(zhǔn)確估算對于“A-C_i”曲線分析極為重要。由此可見，葉溫T_l的精準(zhǔn)測量是 LI-COR6400便攜式光合儀檢測方法體系的關(guān)鍵。

葉溫T_l的測量在LI-COR6400便攜式光合儀的葉室內(nèi)完成，但是研究結(jié)果表明， 目前葉室采用熱電偶探頭來探測葉溫存在以下不足：與葉片(厚度<0.1mm)相比，熱 電偶探頭的測量節(jié)點(diǎn)較厚(約為0.5mm)，由此導(dǎo)致探頭與葉片的熱接觸往往不充分， 熱電偶大部分處于葉片溫度與空氣溫度的臨界層，測量精度低。并且由于熱電偶測溫 法需要接觸葉片，易損壞，位置不好掌握，有可能傷害葉片，造成測量值異常。因此 導(dǎo)致光合和蒸騰相關(guān)參數(shù)的計算出現(xiàn)較大誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于紅外測溫的便攜式光合儀。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案：

該便攜式光合儀包括葉室，所述葉室內(nèi)設(shè)置有用于檢測葉溫的紅外溫度探頭，所 述紅外溫度探頭包括紅外溫度傳感器以及用于將紅外溫度傳感器檢測的溫度數(shù)據(jù)輸出 至外部便攜數(shù)據(jù)處理終端的接口電路。