一种基于光电传感器的叶绿素含量检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于光电传感器的叶绿素含量检测方法：将一定波长的红外光和红光依次穿过待测叶片；采用光电传感器依次检测红外光穿过待测叶片的输入红外光强度以及输出红外光强度；采用光电传感器依次检测红光穿过待测叶片的输入红光强度以及输出红光强度；根据获取的光强度参数计算出待测叶片的叶绿素含量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种气体浓度检测方法，尤其涉及一种基于光电传感器的叶绿素含量 检测方法，属于叶绿素含量检测领域。
技术介绍
叶绿素含量是衡量植物光合作用与生长状况的一项重要指标，叶绿素含量检测技 术的研宄在农业生产、林业研宄等方面有着至关重要的意义。传统的叶绿素含量检测方法 都是先提取叶绿素，再用分光光度法测定其含量。这种方法具有耗时长、对叶片有破坏性、 不便于野外测量、不便于连续测量等诸多缺点。目前，以日本SPAD502为代表的便携式叶绿 素检测仪已经在某些场合取代了传统的检测方法，得到了广泛的应用。但此类仪器的主要 生产国为日本、美国、德国，不仅价格十分昂贵，而且功能单一，没有中文界面，操作不便，不 利于在我国广大农林工作人员中推广使用。因此，研制出我国自己的价廉物美、简单实用的 测量仪器具有十分重要的意义。 例如申请号为"201210082975. 4"的一种植物叶片叶绿素含量测量方法及系统，涉 及叶绿素含量检测
，所述方法包括：获取所述待测植物叶片表面的激光后向散射 图像；对图像中的光斑进行边缘检测，并获取光斑的中心；获取距离中心点预设距离的像 素值；对所述漫射方程进行拟合反演，以获得光学特性参数；建立叶绿素含量与光学特性 参数之间的预测关系模型，获得所述待测植物叶片的叶绿素含量。该专利技术通过对散射图像 进行处理，实现了较厚叶片的叶绿素无损测量，在不提高仪器成本的情况下，保证植物叶片 叶绿素含量的测量精度。 又如申请号为"201510023671. 4"的一种用于田间玉米植株叶片叶绿素含量检测 装置和方法。该装置包括有悬挂装置、电驱小车和数据处理模块，悬挂装置由直角伸展臂、 万向节和弯刀悬挂臂组成；电驱小车由车架、电源装置、车轮和微型直流电机组成；数据处 理模块安装在车架前部一根立杆上；悬挂装置和电驱小车通过连接杆连接。该检测方法包 括：设备准备；光谱白板矫正；光谱采集角度调整；理化值计算。该专利技术现场检测，不需在实 验室检测，检测效率高，可全方位地测量玉米叶片，可根据不同玉米叶片的自然生长形态， 获取较佳的测量角度，采集叶片正反面光谱数据，整个装置简单实用，成本低廉，易于推广。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
的不足提供了一种基于光电传感器 的叶绿素含量检测方法。 本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案： ，具体包含如下步骤： 步骤1，将一定波长的红外光和红光依次穿过待测叶片； 步骤2,采用光电传感器依次检测红外光穿过待测叶片的输入红外光强度以及输 出红外光强度； 步骤3,采用光电传感器依次检测红光穿过待测叶片的输入红光强度以及输出红 光强度； 步骤4,根据步骤2和步骤3获取的光强度参数计算出待测叶片的叶绿素含量，具 体计算如下： 其中，k为常数，SPAD为叶片的叶绿素含量，IRt为穿过待测叶片的输出红外光强 度，风为穿过待测叶片的输入红外光强度，为穿过待测叶片的输入红光强度，R t为穿过 待测叶片的输出红光强度； 步骤5,将得出的待测叶片的叶绿素含量通过显示模块实时显示出来。 作为本专利技术的进一步优选方案，在步 骤1中，所述红外光的波长为950nm。 作为本专利技术的进一步优选方案，在步 骤2中，所述红光的波长为650nm。 作为本专利技术的进一步优选方案，在步 骤2中，所述光电传感器的芯片型号为0PT101。 作为本专利技术的进一步优选方案，在步 骤5中，所述显示模块为IXD显示屏。 本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果： 1、本专利技术方法简单、成本较低且能够精确测量叶片叶绿素含量； 2、本专利技术由发光二极管发射红光（峰值波长650nm)和近红外光（峰值波长 940nm)，叶绿素吸收波长为650nm的红光，但并不吸收波长为940nm的红外光，红外光的发 射和接收主要是为了消除叶片厚度等方面对测量结果的影响。【具体实施方式】 下面对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明： 采用光电无损检测方法测量叶绿素含量的快速方法：叶绿素吸收峰是蓝光和红光 区域，在绿光区域是吸收低谷，并且在近红外区域几乎没有吸收。基于此，选择红光区域和 近红外区域测量叶绿素。具体过程是让由发光二极管发射红光（峰值波长650nm)和近红 外光（峰值波长940nm)。叶绿素吸收波长为650nm的红光，但并不吸收波长为940nm的红 外光，红外光的发射和接收主要是为了消除叶片厚度等方面对测量结果的影响。红光到达 叶片后，一部分被叶片的叶绿素所吸收，少量被反射后，剩下的透过叶片被接收器转换成为 相应的电信号，然后通过A/D转换器转换为数字信号，利用这些数字信号计算叶绿素的相 对含量，表示为SPAD值，显示并存储，具体包 含如下步骤： 步骤1，将一定波长的红外光和红光依次穿过待测叶片； 步骤2,采用光电传感器依次检测红外光穿过待测叶片的输入红外光强度以及输 出红外光强度； 步骤3,采用光电传感器依次检测红光穿过待测叶片的输入红光强度以及输出红 光强度； 步骤4,根据步骤2和步骤3获取的光强度参数计算出待测叶片的叶绿素含量，具 体计算如下： 其中，k为常数，SPAD为叶片的叶绿素含量，IRt为穿过待测叶片的输出红外光强 度，风为穿过待测叶片的输入红外光强度，为穿过待测叶片的输入红光强度，R t为穿过 待测叶片的输出红光强度； 步骤5,将得出的待测叶片的叶绿素含量通过显示模块实时显示出来。 其中，在步骤1中，所述红外光的波长为950nm，在步骤2中，所述红光的波长为 650nm，在步骤2中，所述光电传感器的芯片型号为0PT101，在步骤5中，所述显示模块为 LCD显示屏。 本专利技术由发光二极管发射红光（峰值波长650nm)和近红外光（峰值波长940nm)， 叶绿素吸收波长为650nm的红光，但并不吸收波长为940nm的红外光，红外光的发射和接收 主要是为了消除叶片厚度等方面对测量结果的影响。 发光电路由恒流源LM334和两支分别发射波长650nm的红光和波长940nm的红外 光的发光二极管组成。本仪器采用的恒流源LM334是一种三端可调电流源，其作用是为发 光二极管提供一个恒定不变的电流，控制光源强度的稳定。 本
技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括 技术术语和科学术语）具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。 还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文 中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。 以上实施例仅为说明本专利技术的技术思想，不能以此限定本专利技术的保护范围，凡是 按照本专利技术提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本专利技术保护范围 之内。对本专利技术的实施方式作了详细说明，但是本专利技术并不限于上述实施方式，在本领域普 通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本专利技术宗旨的前提下做出各种变化。【主权项】1. ，其特征在于；具体包含如下步骤： 步骤1，将一定波长的红外光和红光依次穿过待测叶片； 步骤2,采用光电传感器依次检测红外光穿过待测叶片的输入红外光强度W及输出红 外光强度； 步骤3,采用光电传感器依次检测红光穿过待测叶片的输入红光强度W及输出红光强本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光电传感器的叶绿素含量检测方法，其特征在于：具体包含如下步骤：步骤1，将一定波长的红外光和红光依次穿过待测叶片；步骤2，采用光电传感器依次检测红外光穿过待测叶片的输入红外光强度以及输出红外光强度；步骤3，采用光电传感器依次检测红光穿过待测叶片的输入红光强度以及输出红光强度；步骤4，根据步骤2和步骤3获取的光强度参数计算出待测叶片的叶绿素含量，具体计算如下：SPAD=klg(IRt/IR0Rt/R0);]]>其中，k为常数，SPAD为叶片的叶绿素含量，IRt为穿过待测叶片的输出红外光强度，IR0为穿过待测叶片的输入红外光强度，R0为穿过待测叶片的输入红光强度，Rt为穿过待测叶片的输出红光强度；步骤5，将得出的待测叶片的叶绿素含量通过显示模块实时显示出来。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋哲，马忠东，
申请(专利权)人：苏州德锐朗智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32