[发明专利]基于近红外线光谱照射技术的叶片水分检测系统

说明书

本发明涉及近红外光谱检测技术领域，提供一种基于近红外线光谱照射技术的叶片病毒检测系统，包括便携式计算机、近红外线光谱照射结构和数字显微成像系统，近红外线光谱照射结构集成在柱形管道内，柱形管道顶部开设有圆孔，圆孔与柱形管道内腔相通，且其开口处内嵌有白玻璃，圆孔外侧同轴设置有环形凸台，环形凸台的两侧设有夹持结构，夹持结构与数字显微成像系统相连接；本发明解决了在野外植被勘察和检测时，现有的检测设备携带和使用不便的问题。

技术领域

本发明涉及近红外光谱检测技术领域，具体涉及一种基于近红外线光谱照射技术的叶片水分检测系统。

背景技术

红外光 近红外光谱仪（Near Infrared Spectrum Instrument，NIRS）是介于可见光和中红外之间的电磁辐射波，美国材料检测协会将近红外光谱区定义为780-2526nm的区域，是人们在吸收光谱中发现的第一个非可见光区。现代近红外光谱是 90年代以来发展最快、最引人注目的光谱分析技术，是光谱测量技术与化学计量学学科的有机结合，被誉为分析的巨人，量测信号的数字化和分析过程的绿色化又使该技术具有典型的时代特征。

在农业生产上，水分条件是一个极其重要的自然条件。水分是控制植物光合作用、呼吸作用和生物量的主要因素之一，水分亏缺直接影响植物的生理生化过程和形态结构，进而影响植物的生长、产量和品质。对植物叶片水分含量测量的一般方法是烘干法、电容法、电磁波法等，但是这些方法一般都有破坏性、非连续性，并且很费时间。近些年来，依据光谱特性监测水分状况，以其非破坏性和快捷性成为农业生产的研究热点。所谓光谱特性，即物质对不同波段光谱的响应特性，每种物质对不同波长的电磁波的吸收和反射是不同的。在近红外区域，水和其他分子中的O－H键的伸缩和弯曲振动是引起植物吸收电磁辐射的决定性因素。水分吸收光谱中有5个吸收带，中心波长分别位于760、970、1145、1450和1940nm附近。基于此，这一区域的光谱信息已被广泛用来分析研究植物的水分状况。

但是现有近红外光谱仪的体积较大，在进行野外植被勘察和检测时，携带十分不便，且在需要对叶片的组织结构进行检测时需要另外携带高倍显微镜，十分不便于工作检测人员外出检测使用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于近红外线光谱照射技术的叶片水分检测系统，解决了在野外植被勘察和检测时，现有的检测设备携带和使用不便的问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种基于近红外线光谱照射技术的叶片病毒检测系统，其特征在于，包括便携式计算机、近红外线光谱照射结构和数字显微成像系统，所述近红外线光谱照射结构集成在柱形管道内，所述柱形管道顶部开设有圆孔，所述圆孔与柱形管道内腔相通，且其开口处内嵌有白玻璃，所述圆孔外侧同轴设置有环形凸台，所述环形凸台的两侧设有夹持结构，所述夹持结构与数字显微成像系统相连接，所述近红外线光谱照射结构和数字显微成像系统分别通过串行接口和USB接口与便携式计算机进行通信。

更进一步地，所述近红外线光谱照射结构包括光源、光路结构、样品放置结构和CCD传感器，所述光源别固定在柱形管道的一侧内壁上，所述样品放置结构设置在光路结构之间，所述CCD传感器外部与单片集成A/D转换器相连，并固定在柱形管道的另一侧内壁上。

更进一步地，所述数字显微成像系统包括CCD相机、macro镜头和补光灯，所述macro镜头安置在所述CCD相机前端，所述补光灯环形固定在所述macro镜头前端外壁上，所述macro镜头选用Compular MLH-10x型，所述macro镜头的前端外径与环形凸台的内径相匹配。

更进一步地，所述样品放置结构包括透明放置台和手持板，所述透明放置台的中部开设有圆形凹槽，所述手持板通过转轴与透明放置台相连，转轴的转动角度为90°，所述柱形管道外壁上平行于白玻璃开设有矩形通槽，所述样品放置结构配合插接在矩形通槽内。