一種面向作物的莖稈水分無損檢測裝置與方法與流程

本發明屬于水分檢測技術領域，涉及一種面向作物的莖稈水分無損檢測裝置與方法。

背景技術：

草本植物的莖稈水分主要存儲于莖稈的韌皮和活的組織當中，而木本植物主要通過樹木的邊材和木質部的導管進行水分。但是，無論測量對象是樹木或者草本植物，國內外科學家普遍采用的都是侵入式測量方法，一般需要將傳感器探針插入植物莖稈內部，這樣勢必會對植物體本身造成局部組織的傷害，尤其是對于草本植物而言，極易造成其死亡。而且，通常傳感器探針在插入幾周后，傳感器才能輸出正常信號。很多學者也曾嘗試采用伽瑪射線法、計算機軸向斷層掃描法以及核磁共振法對莖稈水分進行檢測，這些方法多費時、費力、費財，操作復雜，應用條件相對苛刻，往往只適用于實驗室使用，而且極易對操作者健康構成威脅。當然，目前莖稈直徑和莖流速率已經可以實現無損測量，但是由于它們受外界環境因素影響較大，只能在一定程度上反映植物體水分狀態。

技術實現要素：

(一)要解決的技術問題

本發明實施例提供的是一種面向作物的莖稈水分無損檢測裝置與方法，旨在解決作物莖稈水分檢測中的侵入式測量問題。

(二)技術方案

一種面向作物的莖稈水分無損檢測裝置與方法，基于莖稈直徑傳感器實現。通過檢測作物莖稈直徑，間接獲得作物當時的莖稈水分量，實現定量檢測。具體步驟如下：

步驟1：選取不少于10株處于同樣生長階段但形態不同的作物，去掉其根部、果實與葉片，分別測量其莖稈底部直徑d與莖稈長度l，并進行稱量、干燥、再稱量即可得到各自試驗時的莖稈含水量w。

步驟2：以作物的莖稈底部直徑d和莖稈長度l為自變量，以莖稈含水量w為因變量，對其進行多元線性回歸，即可得到其回歸方程。

步驟3：測量出試驗時刻的作物底部莖稈直徑與莖稈長度代入擬合方程，即可得到該時刻作物的莖稈水分。

(三)有益效果

本發明提供的一種面向作物的莖稈水分無損檢測裝置與方法，利用作物莖稈直徑傳感器無損測量作物的莖稈直徑，并代入已獲得的莖稈直徑與莖稈水分的擬合公式，間接獲得該時刻作物的莖稈水分。對作物正常生長無影響，安裝簡單，成本低廉。

附圖說明

附圖1是本發明所采用的莖稈直徑傳感器及其信號調理電路示意圖：其中，1為傳感器探頭；2為傳感器支撐架；3為信號調理電路。

附圖2是本發明的一種面向作物的莖稈水分無損檢測裝置組成示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對優選實施例進行作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發明的范圍及其應用。

作物的莖稈直徑變化除了與作物本身的自然生長有關外，莖稈內儲水量變化也是一個十分重要的因素。在相對短時間(如一天)內觀測，莖稈直徑變化主要由莖稈水分變化引起。因此，通過莖稈直徑的變化可以在一定程度上體現作物莖稈水分的變化。但是，莖稈直徑的變化只能定性反映作物莖稈水分變化，為了能實現對作物莖稈水分的無損定量檢測，如附圖1和附圖2，設計了以下檢測方法，具體步驟如下：

步驟1：將莖稈直徑傳感器安裝于作物莖稈離地面10cm左右位置處，并通過傳感器支架固定；

步驟2：傳感器數據輸出后由信號調理電路采集、放大與處理；

步驟3：調理后的信號由單片機采集，同時將莖稈直徑轉換為莖稈水分，并實時顯示。

經多次試驗驗證，該裝置安裝簡單，測量過程中對作物生長幾乎無影響，而且測量精度高，重復性較好。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍。

所以，本發明的保護范圍應以權利要求的保護范圍為準。

技術特征：

技術總結
本發明公開了水分檢測技術領域中的一種面向作物的莖稈水分無損檢測裝置與方法。該裝置包括作物莖稈直徑傳感器、信號調理電路、微處理器以及顯示屏等。此方法利用一種作物莖稈直徑傳感器檢測作物莖稈直徑的微變化，間接得到作物的莖稈水分。由于所選用作物莖稈直徑傳感器測量時對作物生長幾乎無影響，所以本發明可實現對作物莖稈水分的無損檢測。

技術研發人員：員玉良;徐鵬飛;吳聰康
受保護的技術使用者：青島農業大學
技術研發日：2017.06.01
技術公布日：2017.09.08