[实用新型]作物根系土壤水分的荧光测定装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及土壤水分测量技术领域，特别涉及一种作物根系土壤水分的荧光测定装置。 

背景技术

水分是植物生长发育所必需的条件，土壤是植物吸收水分的最主要途径。土壤水分是土壤的重要物理参数，它对于植物生长、存活、净生产力等具有极其重要的意义。准确的获取土壤含水量，可以有效的提高灌溉用水的效率，进行精准灌溉可以提高水资源的利用率达到实施节水农业的目的。目前，测量土壤含水量的主要方法包括取样测定法和定点测定法，取样测定法有烘干法、比重法、离心机法等的物理方法和碳化钙法、浸入法、浓硫酸法等的化学方法。定点测定法有电测法、张力计法、热电偶法等的非放射方法和γ射线法、中子法的放射方法。但是植物根系吸水的范围和深度随着作物的生长而变化，采样和定点测量法只能监测传感器周围的土壤水分情况，无法全面的反应农作物根系周围实际的土壤含水量。 

实用新型内容

(一)要解决的技术问题 

本实用新型要解决的技术问题是：如何准确测定作物根系土壤含水量。 

(二)技术方案 

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种作物根系土壤水分的荧光测定装置，所述装置包括：激光器恒流驱动单元、激光器、探测器、以及信号处理单元，所述激光器恒流驱动单元与所述激光器连接，所述探测器与所述信号处理单元连接， 

所述激光器恒流驱动单元驱动所述激光器发出的光照射至待测作物叶片上，所述探测器接收所述待测作物叶片发出的荧光，并将产生的电信号发送至所述信号处理单元，所述信号处理单元对所述电信号进行处理，以实现所述待测作物根系土壤水分的测定。 

优选地，所述装置还包括探头，第一光纤和第二光纤均从所述探头的一端伸出，并分别与所述激光二极管和所述探测器相连接。 

优选地，所述装置还包括遮光盒，所述探头的另一端伸入所述遮光盒中、且固定于所述遮光盒上，所述遮光盒上相对的两侧分别设有用于使待测作物叶片伸入的开口。 

优选地，所述激光器与所述第一光纤之间设有透镜。 

优选地，所述探测器与所述第二光纤之间设有滤光镜。 

优选地，所述激光器的发光中心波长为450nm，所述滤光镜的通过荧光波长为740nm。 

优选地，所述装置包括电源，所述电源分别与所述激光器恒流驱动单元和所述信号处理单元连接。 

优选地，所述激光器恒流驱动单元包括：依次串联的前级放大电路和压控电流供应电路。 

优选地，所述信号处理单元包括：电流/电压转换电路、仪表放大电路和低通滤波电路。 

(三)有益效果 

本实用新型通过测量植物叶绿素荧光强度，通过标定实验间接测量了土壤的水分含量，且测量结果更准确的反应了作物根系周围的土壤水分含量。 

附图说明

图1是按照本实用新型一种实施方式的作物根系土壤水分的荧光测定装置的结构框图； 

图2是图1所示的装置中的光路系统的结构示意图； 

图3是图1所示的装置中探头的结构示意图； 

图4是图1所示的装置中激光器的发光波长和探测器的探测波长的试验结果示意图； 

图5是图1所示的装置中激光器恒流驱动单元的结构示意图； 

图6是图1所示的装置中信号处理单元的电流/电压转换电路的结构示意图； 

图7是图1所示的装置中信号处理单元的仪表放大电路的结构示意图； 

图8是图1所示的装置中信号处理单元的低通滤波电路的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。 

图1是按照本实用新型一种实施方式的作物根系土壤水分的荧光测定装置的结构框图；参照图1，本实施方式的装置包括：激光器恒流驱动单元、激光器、探测器、以及信号处理单元，所述激光器恒流驱动单元与所述激光器连接，所述探测器与所述信号处理单元连接， 

所述激光器恒流驱动单元驱动所述激光器发出的光照射至待测作物叶片上，所述探测器接收所述待测作物叶片发出的荧光，并将产生的电信号发送至所述信号处理单元，所述信号处理单元对所述电信号进行处理，以实现所述待测作物根系土壤水分的测定。