[发明专利]一种测定风传植物种子垂直沉降速度的装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于光电检测技术领域，涉及一种测定风传植物种子垂直沉降速度的装置及方法，尤其涉及一种利用光电传感器同时测量杂草种子垂直沉降到不同高度时的速度的装置和方法。

背景技术

随风扩散是植物种子传播的一种常见途径。植物种子随风传播对植物种群基因流动、植物生物地理学、植物群落演替等有重要意义，而种子垂直沉降速度是决定其扩散距离的一个重要因素之一。

风传植物种子一般体积小、重量轻，并带有冠毛，在沉降时受外界环境如气流、静电等因素的影响大。因而测量风传植物种子垂直沉降速度要求在无气流干扰的条件下进行，通常需要同时测量不同垂直降落高度的平均速度。目前主要是利用秒表或快速相机记录种子沉降到不同高度的时间，计算出种子的平均沉降速度。中国发明申请专利“使用无线终端对速度进行测定的方法及实现该方法的系统（申请号：200610126530.6；公开号CN 1984248）”提出一种用于在相机的预览模式下使用无线终端对运动对象的速度进行测定的系统和方法，此方法提高了精确度，但这种方法却不适用于测量毫米级的杂草种子的沉降速度。中国发明申请专利“确定絮体/污泥颗粒物自由沉降的方法及其系统（申请号：200810222184.0；公开号CN 101672861A）”提出一种利用装有显微镜头的CCD相机对进行沉降的絮体/污泥颗粒进行连续拍照，通过照片记录所示的絮体/污泥沉降距离与时间，计算出絮体/污泥沉降速度。由于杂草种子沉降测速高度最大值达2米，而此方法的沉降柱仅0.35米，故该方法装置也不适合适用于杂草种子沉降速度的测定。这些方法都具有测量装置复杂、准确性差的缺点。更重要的是，测量风传植物种子垂直沉降速度时必须尽量减少空气气流扰动对种子的干扰，以上方法都必须在开放的环境中进行，不适合风传植物种子沉降速度的测定。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种测定风传植物种子垂直沉降速度的装置及方法的技术方案，以解决现有技术中不能利用简单、经济的装置确定风传植物种子垂直沉降速度的问题。

所述的一种测定风传植物种子垂直沉降速度的装置，其特征在于包括种子垂直沉降光电检测装置和数据处理显示系统，所述的种子垂直沉降光电检测装置包括设置在沉降管顶端的带光电检测系统的种子释放接头、至少1只沉降管、至少1只带光电检测系统的中间接头、1只种子收集瓶和使整个装置保持垂直稳定的支架，所述的带光电检测系统的种子释放接头、带光电检测系统的中间接头分别与沉降管卡接配合，所述的收集瓶位于沉降管的正下方；所述的数据处理显示系统包括微处理器和 LCD显示屏，光电检测系统通过数据传输线与数据处理显示系统相连，光电检测系统由恒流电源供电。

所述的一种测定风传植物种子垂直沉降速度的装置，其特征在于所述的沉降管为圆形或方形的不锈钢管，或铝合金管。

所述的一种测定风传植物种子垂直沉降速度的装置，其特征在于所述的光电检测系统由相向设置的两块PCB板和相向放置的两块狭缝板组成，两块狭缝板设置在两块PCB板的内侧，PCB板上依次间隔设置有至少1块光电池和至少1只LED光源，一块PCB板上的光电池与另一块PCB板上的LED光源对应设置；两块PCB板上的光电池分别通过该侧狭缝板上的狭缝接收从对面狭缝中PCB板上的LED光源发出的光信号，两块PCB板上的LED光源经狭缝形成的光平面与沉降管垂直，光平面宽度等于沉降管内径。

所述的一种测定风传植物种子垂直沉降速度的装置，其特征在于所述的狭缝高度在0.5毫米至1.5毫米之间可调，狭缝的长度等于沉降管内径。

所述的一种测定风传植物种子垂直沉降速度的装置，其特征在于所述的带光电检测系统的种子释放接头下端设置为与沉降管外形匹配的卡口，上端设置为中间开圆孔的漏斗形种子释放口；所述的带光电检测系统的中间接头上下两端均设置为与沉降管外形匹配的卡口。

所述的一种测定风传植物种子垂直沉降速度的装置，其特征在于所述的光电检测系统分别安装在带光电检测系统的种子释放接头上和带光电检测系统的中间接头上。

所述的一种测定风传植物种子垂直沉降速度的装置，其特征在于所述的安装在带光电检测系统的种子释放接头上的光电检测系统的狭缝的位置与带光电检测系统的种子释放接头上端的漏斗形种子释放口下缘平行，安装在带光电检测系统的中间接头上的光电检测系统的狭缝开在带光电检测系统的中间接头的中部，即两根相邻沉降管的交接点处。

所述的一种测定风传植物种子垂直沉降速度的方法，其特征在于包括以下步骤：