[发明专利]一种摇臂式多点作物冠层红外温度检测系统及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种作物冠层温度检测系统及检测方法，特别是关于一种用于作物缺水诊断、农田灌溉决策、陆面生态状况监测的摇臂式多点作物冠层红外温度检测系统及检测方法。

背景技术

根据能量平衡原理，作物冠层温度与空气温度的差值能够直观反映蒸散发状况，进而推求作物水分胁迫指数CWSI。1977年Jackson采用正午的热红外地表温度与气温差估算全天的显热通量，进而揭示了作物冠层温度与实际蒸散发量的密切关系。作物的冠层温度已成为农田蒸散和耗水研究、气象遥感等领域中的一个重要参数。在农业水土管理研究中常用冠层-气温差(Tc-Ta，简称冠气温差)这一指标，由于其测定简便迅速且具有良好物理基础和生理机制而能够得以普遍应用。利用手持红外测温枪在田间尺度可以灵活方便获取作物冠层温度并进行旱情检测和灌溉管理，航空和卫星遥感可以获得非接触的大面积地表辐射和温度状况，并通过反演陆面生态系统蒸散发来指导水管理。由此可见冠层红外温度在田间尺度和区域大面积尺度的信息管理中都是一个非常重要的指标，在应用上具有方便的区域扩展能力；基于冠层温度的作物缺水检测也成为“精准农业”中农田水分状况监测的一项重要技术。

田间作物冠层红外温度的实时检测，能够方便快捷的检测到作物水分情况，为农田灌溉的精准、实时、自动提供重要的基础数据。目前作物冠层红外测量大多采用手持式红外枪，或者采用多个固定布置在冠层上方的红外传感器进行定点定时检测。上述方法中人工测量的数据不连续且存在主观误差，人工测量的方法测量成本高、测量数据量小，且需要后期人工鉴别数据质量，这种数据测量方法给科学研究和生产应用带来不便。定点在线实时测量装置解决了作物冠层温度数据连续观测的难题，但是为了抵抗野外风沙和灰尘的侵袭，需要额外采取严格保护措施对定点在线实时测量装置的云台转动装置进行保护。另外，根据作物生长阶段，需要人工对红外温度传感器位置高度和观察角度等进行调节，这不仅使定点在线实时测量装置的智能化程度降低，而且观测角度的差异容易增大试验误差。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种智能化的摇臂式多点作物冠层红外温度检测系统及检测方法，该检测系统能够根据田间作物生长高度快速、自动地进行位置调节；与现有技术相比，本发明检测的数据量更大、数据的准确度更高。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种摇臂式多点作物冠层红外温度检测系统，其特征在于：它包括一锁紧机构、一电动空芯旋转装置、一圆柱形立杆和一旋转式红外测温装置；所述锁紧机构与电动空芯旋转装置固定连接，所述电动空芯旋转装置通过所述锁紧机构设置在所述圆柱形立杆上，通过所述锁紧机构调节所述电动空芯旋转装置在所述圆柱形立杆上的位置；所述旋转式红外测温装置连接在所述电动空芯旋转装置上，通过所述电动空芯旋转装置调节所述旋转式红外测温装置在水平方向的旋转角度，所述旋转式红外测温装置对作物冠层温度进行检测，并将检测结果传输至所述电动空芯旋转装置进行处理，所述电动空芯旋转装置将处理得到的作物冠层温度平均值传输至上位机。

所述锁紧机构包括一空芯壳体、两压块、一螺杆、一锁紧手柄和一弹簧；使用所述锁紧机构时，将所述空芯壳体活动套设在所述圆柱形立杆上；在所述空芯壳体凸出端内的两侧分别设置一所述压块，所述螺杆一端紧固连接在一所述压块上；所述螺杆另一端贯穿另一所述压块，并紧固连接位于所述空芯壳体凸出端外的所述锁紧手柄；所述弹簧套设在两所述压块之间的所述螺杆上。