[发明专利]一种种子萌发顶土力监测技术装备及其用法

权利要求书

1.一种种子萌发顶土力监测装备，其特征在于：

由水浴恒温器（1）、置管底板（11）、置管板（13）、测力盖（19）、测力盖固定架（26）、安放底板（33）、数据信息采集箱（44）、传感器单元（51）、发芽管（17）、恒温循环水浴器（68）、电脑（77）构成；

测力盖（19）安装在测力盖固定架（26）上，测力盖固定架（26）固定在安放底板（33）上，水浴恒温器（1）安置在安放底板（33）上，水浴恒温器（1）外连恒温循环水浴器（68），测力盖（19）外连数据信息采集箱（44），数据信息采集箱（44）连接电脑（77），发芽管（17）置于水浴恒温器置管板（13）中，发芽管（17）管底置于置管底板（11），每个发芽管（17）对应一个传感器单元（51），传感器单元（51）的探头（60）可更换并具有伸缩性；

水浴恒温器（1）正面有恒温器正面logo（2）为ASASBA和FPPE、调温旋钮（3）用于调节水浴温度、恒温器开关（4）用于控制水浴恒温器（1）运行、水位观察口（5）用于观察水浴恒温器（1）内注排水高度，右后顶部有1个气流孔（7）用于注水排气，侧面有恒温器出水口（8）和恒温器进水口（9）用于注排水或引入循环水，内部有置管板安置槽（6）用于放置置管板（13）；

置管板（13）有1个标识角（16）用于方位识别、100个置管孔（14）用于放置发芽管（17），每个置管孔（14）旁有对应的管位编号（15）；

测力盖（19）端头有测力盖拉手（20）用于将测力盖（19）立起和平放、测力盖拆装口（21）用于盖壳拆装，顶部有测力盖顶面logo（22）为ASASBA，侧面有LED灯开关（30）用于控制LED灯板（41）上的LED灯（42）、传感器数控线（32）用于控制传感器单元（51）工作和传输顶土力信号、测力盖电源插头（23）用于内部元件供电，内部有传感器安装板（36），底部有LED灯板（41）、100个传感器探头（43）；

传感器安装板（36）有100个传感器固定器（38）和对应的传感器编号（39）用于安装传感器、右下方有电源线穿孔（37）用于LED灯（42）电源线通过；

传感器单元（51）有传感器连接杆（52）、连接头（53）、弹簧柱（54）、弹簧（55）、夹头（58）、夹头套（57）、探头杆（59）、探头（60）；

传感器连接杆（52）下端有传感器连接杆螺纹（61），连接头（53）内有连接头螺纹（62），弹簧柱（54）上端有弹簧柱螺纹（63），通过连接头（53）将弹簧柱（54）与传感器连接杆（52）连接，弹簧柱（54）下端有弹簧柱环（64），弹簧柱（54）从夹头（58）底部穿过弹簧柱伸出孔（65），在弹簧柱（54）上安装上弹簧（55）后与传感器连接杆（52）连接；

夹头（58）下端有夹头螺纹（66），夹头套（57）内有夹头套螺纹（67），外有夹头套防滑纹（56），将夹头套（57）套在夹头（58）上，探头杆（59）伸入夹头套（57）内并旋紧，探头（60）处于最下端；

通过监测装备调试、种子处理与置床、基础参数设定、多通道顶土力信号集成采集与处理、目标数据提取与分析等作业完成子叶留/出土型种子萌发顶土力监测；装备具有可控制种子萌发关键环境因素温度和光照，可对子叶留出土型和子叶出土型种子萌发顶土力信号实时监测、量化存储。

2.如权利要求1所述的一种种子萌发顶土力监测装备，其特征在于：

所述测力盖固定架（26）有测力盖升降梁（29）、测力盖旋转轴（31）、侧面有螺旋（27）和固定按钮（28）用于调节测力盖（19）的升降、底部有2个架角（24），每个架角（24）上有2个架角固定孔（25）用于固定测力盖固定架（26）；

所述的安放底板（33）两边各有2个底板固定孔（35）用于固定测力盖固定架（26）、两边有安放底板槽（34）用于水浴恒温器（1）摆放；

所述的数据信息采集箱（44）正面有液晶操作屏（45）用于屏幕操控、背部有采集箱电源插头（50）用于接通电源、采集箱开关（48）、数据接口（46）用于数据传输和对各传感器单元（51）工作数控、蓄电池开关（48）用于控制备用电源、散热器（49）用于散热；

所述的发芽管(17)有深度刻度(18)；

所述的恒温循环水浴器（68）有注水槽（69）、液晶显示屏（70）、循环开关（71）、调温开关（72）、电源开关（73）、出水口（74）、进水口（75）、循环水浴器电源插头（76）。

3.一种如权利要求1所述的一种种子萌发顶土力监测装备的使用方法，其特征在于，包括：

步骤1、监测装备调试；

步骤2、种子处理与置床；

步骤3、基础参数设定；

步骤4、多通道顶土力信号集成采集与处理；

步骤5、目标数据提取与分析；

所述步骤1中，测力盖固定架（26）架角（24）上的架角固定孔（25）与置管底板（11）上的置管底板孔（12）对应并固定；水浴恒温器（1）放置在安放底板（33）安放底板槽（34）之间，将恒温器进水口（9）和恒温器出水口（8）用皮管与恒温循环水浴器（68）上的出水口（74）和进水口（75）分别连接，或关闭恒温器出水口（8），恒温器进水口（9）注水，通过水位观察口（5）观察水位，打开数据信息采集箱（44）采集箱开关（48）和蓄电池开关（47）避免突然断电，影响种子萌发顶土力信息的持续监测，传感器数控线（32）连接测力盖（19）和数据信息采集箱（44），数据线通过数据接口（46）将数据信息采集箱（44）与电脑（77）连接；根据子叶留、出土型种子萌发组织器官顶土伸出特性等，选择探头（60）和发芽管（17）的规格；最后检查技术装备工作状态，数据信号传输情况等，若有问题及时调试解决；

所述步骤2中，根据检测需要，选择不同固体发芽基质，明确基质粒径、含水量等，对种子批进行播前处理，包括选择大小均一、健康饱满的种子，用1％的次氯酸钠溶液消毒10分钟，用去离子水对消毒后的种子清洗3遍，拭干种子表面浮水，备用；根据发芽管(17)上的深度刻度（18）控制置种深度，每个发芽管（17）放入一定数目种子，置床摆种方式要一致，且种孔朝向一致；基质覆种厚度一致，并保证基质表面平整；

所述步骤3中，通过恒温器出水口（8）和恒温器进水口（9）向水浴恒温器（1）注水，气流孔（7）排气，水位观察口（5）观察注水高度，打开水浴恒温器（1）恒温器开关（4），利用调温旋钮（3）设定温度，并自带加热功能，温控范围为室温—60℃，或恒温器出水口（8）和恒温器进水口（9）外接恒温循环水浴器（68）；打开恒温循环水浴器（68）电源开关（73）、循环开关（71）、调温开关（72），通过液晶显示屏（70）调节循环水温度、循环时间等；打开测力盖（19）LED灯开关（30）调节光强；通过数据信息采集箱（44）液晶操作屏（45）或电脑（77）系统软件设定监测样品数及待测区范围、监测时间长度、生物力测定范围等参数；

所述步骤4中，将置管底板（11）放入水浴恒温器（1）底部，根据标识角（16）将置管板（13）正确放在置管板安置槽（6）上，发芽管（17）根据置管板（13）管位编号（15）放置；通过测力盖拉手（20）、测力盖升降梁（29）、测力盖旋转轴（31）将测力盖（19）垂立或放平，通过升降螺旋（27）控制测力盖（19）上下移动，固定按钮（28）制动；液晶操作屏（45）或电脑（77）中系统软件监测控制；传感器探头（60）垂直对准种子萌发顶土区域，其中子叶留土型种子探头（60）与床面保留一定间距，1cm左右，子叶出土型种子探头（60）与床面保留更小间距至柔性接触，传感器单元（51）可承受一定纵向压缩，监测前初始数值调零后，进行种子萌发顶土力信号实时监测和量化存储；

所述步骤5中，打开目标存储文件，含不同通道不同时间点顶土力信息，根据不同作物种子，选择适宜评价指标及模型分析评价种子活力等，并对分析结果进行保存、打印。