一种具有多样品分时多次自动测量功能的叶绿素荧光测试系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种具有多样品分时多次自动测量功能的叶绿素荧光测试系统，主要包括：激发光产生模块、叶绿素荧光检测模块、MCU模块、触屏式显示终端及USB接口、环形样品放置腔、步进电机、光纤等。该系统能够自动对多个样品的叶绿素荧光按照设定的重复次数和间隔时间自动测量，克服了现有的叶绿素荧光仪通道少，每次更换样品都需人工干预的缺点，为研究植物生理学和环境因素等提供了更多的数据量，同时节省了大量的人力和时间，尤其是降低了夜间对多个样品重复测量的困难。

Chlorophyll fluorescence measuring system with multi sample time-sharing and multiple automatic measuring function

The utility model provides a multi sample time repeated measurement function of chlorophyll fluorescence measurement system, mainly includes: the excitation light generating module, chlorophyll fluorescence detection module, MCU module, touch screen display terminal and USB interface, the annular sample cavity, stepper motor and optical fiber. The system can automatically on the chlorophyll fluorescence of multiple samples in accordance with the set number of iterations and time interval of automatic measurement, overcomes the chlorophyll fluorescence channels existing are less, the need for manual intervention each time the sample replacement shortcomings, provides more data for the study of plant physiology and environmental factors, and save a lot of manpower and the time, especially in reducing the night on multiple samples of repeated measurement difficulties.

【技术实现步骤摘要】
一种具有多样品分时多次自动测量功能的叶绿素荧光测试系统
本技术涉及叶绿素荧光检测
，尤其是设计一套具有多样品分时多次自动测量功能的叶绿素荧光测试系统。
技术介绍
叶绿素荧光信号可以反映出植物光合作用机理及其受环境的影响，是一种研究植物光合作用与环境关系的无损检测手段，叶绿素荧光技术在光合作用、植物胁迫生理学、水生生物学、海洋学等多个领域得到了广泛的应用。目前，叶绿素荧光仪的价格比较贵，大多只有一个通道，由于很多叶绿素荧光测试需要对叶子进行暗适应，这使得每对一个样品进行人工测量时都需人工干预，造成了对多个样品的测量变得非常困难，尤其是夜间的测试。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本申请提供了一种具有多样品分时多次自动测量功能的叶绿素荧光测试系统。该系统能够自动对多个样品的叶绿素荧光按照设定的重复次数和间隔时间自动测量，克服了现有的叶绿素荧光仪通道少，每次更换样品都需人工干预的缺点，为研究植物生理学和环境因素等提供了更多的数据量，同时节省了大量的人力和时间，尤其是降低了夜间对多个样品重复测量的困难。本技术的技术方案如下：一种叶绿素荧光测试仪，包括控制部分、检测部分及样品台；所述控制部分包括显示及控制终端(1)及与之相连的微处理器即MCU模块(2)；所述检测部分包括叶绿素荧光检测模块(3)以及激发光产生模块(4)；所述叶绿素荧光检测模块(3)以及激发光产生模块(4)分别与MCU模块(2)相连；所述样品台包括支座(5)及步进电机(6)，所述步进电机(6)与MCU模块(2)相连；所述步进电机(6)的转子连接样品盘(7)；所述样品盘(7)的圆周为一圈中空的环形腔，所述环形腔的外壁可以打开；所述环形腔内设置垂直于外壁的隔板(S4)将环形腔隔离成分段的环形样品放置腔(S3)；每一段隔离的环形样品放置腔(S3)的侧面均安装有光纤(S2)，所述光纤(S2)在步进电机的带动下旋转给定的角度，与光纤(S1)对齐，达到与叶绿素荧光检测模块(3)及激发光产生模块(4)连接的目的，通过步进电机多次旋转，环形腔上的多个光纤(S2)分别与光纤(S1)对齐。优选的，显示及控制终端(1)为触屏式显示终端，其上设置有USB接口。优选的，所述环形样品放置腔(S3)底部可以选择性设置曲管通气孔，达到通气阻光的目的。优选的，所述环形样品放置腔(S3)内还可以选择性设置LED灯。本技术有益的技术效果在于：该荧光仪系统既能完成传统的叶绿素荧光仪的OJIP和PAM脉冲叶绿素荧光单通道测量功能，还具有以下优点：1、能够对多个样品自动进行测量，在两个测试样品之间切换时，无需人工干预，而是采用MCU模块控制步进电机自动旋转换样。节约了大量的劳动力，尤其是解决夜间测试困难的问题。2、测试实验数据系统自动命名，方便管理。3、对多个样品分时测试，节约了仪器的制造成本，同时便于一次能够测试的样品数量的扩充。4、被测样品在MCU的协调下能够自动移位，实现对多个样品自动化测量。5、每次测量结束后，会自动按照项目名称、样品编号、实验次数编号、实验开始执行的时间的组合命名文件并保存。6、样品之间可以放置隔离板以消除当一个样品在测试时，光会照到其它样品上而对测试样品产生影响。7、环形腔内可配置LED灯，为样品提供明适应条件。本技术与几项现有技术的对比情况如下：专利CN201220018939的每一个通道都使用一个独立的探头，由于光学传感器比较昂贵，这样总价格比较高。专利CN201220134401测的不是具有生命和形状不规则的植物，而且整个测试平台在一个简单的圆形的密封腔内，这个实现起来比较简单，但是操作不方便，因为操作员不可能呆在密封腔内，同时植物在密封腔内会死掉。本设计中测试的是具有生命和形状不规则的植物，而且测试平台分成舱内和舱外两部分，这就需要两部分巧妙的设计与配合，使得激发光能够传播到腔内，同时环境光又不污染叶绿素荧光。专利CN201220134401圆形光学平台无法代替本设计中的环形腔结构。专利CN201521141187工作台设计比较简单，不需要考虑环境光的影响。如上所述，圆形光学平台无法代替本设计中的环形腔结构。叶绿素荧光测试时要求的是激发光源不能污染其他测试样品，环境光不能污染任何一个样品，为了便于操作和节省光学器件，激发光源就不能简单地放置在一个圆形腔内，但是专利CN201610355496旋转平台不考虑这些因素，因此也无法代替本专利技术中的设计。如前所述，专利CN201521141187的圆形光学平台同样无法代替本设计中的环形腔结构。附图说明图1为本技术一个实施例的系统结构图；图2为本技术一个实施例的环形腔示平面示意图；图3为本技术一个实施例的工作流程图。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本技术作进一步说明，本技术的实施方式包括但不局限于下面实施例，因此不应以此实施例内容来限制本技术保护范围。由图1所示，本系统包括控制部分、检测部分及样品台；所述控制部分包括显示及控制终端1及与之相连的微处理器即MCU模块2；所述检测部分包括叶绿素荧光检测模块3以及激发光产生模块4；所述叶绿素荧光检测模块3以及激发光产生模块4分别与MCU模块2相连；所述样品台包括支座5及步进电机6，所述步进电机6与MCU模块2相连；所述步进电机6的转子连接样品盘7；所述样品盘7的圆周为一圈中空的环形腔，所述环形腔的外壁可以打开；所述环形腔内设置垂直于外壁的隔板S4将环形腔隔离成分段的环形样品放置腔S3；每一段隔离的环形样品放置腔S3的侧面均安装有光纤S2(图1是立体图)，所述光纤S2在步进电机的带动下旋转给定的角度，与光纤S1对齐，达到与叶绿素荧光检测模块3及激发光产生模块4连接的目的，通过步进电机多次旋转，环形腔上的多个光纤S2分别与光纤S1对齐。一个优选方案中，显示及控制终端1为触屏式显示终端，其上设置有USB接口。一个优选方案中，所述环形样品放置腔S3底部可以选择性设置曲管通气孔，达到通气阻光的目的。一个优选方案中，所述环形样品放置腔S3内还可以选择性设置LED灯。各主要模块的型号选择和作用如下：1、显示及控制终端1选用触屏式显示终端，其上设置有USB接口，作用是数据与参数输入输出。2、MCU模块2：接受来自显示及控制终端1的参数设置、协调激发光的产生和叶绿素荧光的采样，同时驱动步进电机6旋转指定的角度、保存文件等功能。3、叶绿素荧光检测模块3：用于测试叶绿素荧光，光学滤波器用于选择700nm至750nm的光子抵达光电二极管，光电二极管的电路经过电流电压转化放大电路和滤波、电压放大电路，然后与MCU的AD转化单元相连。4、激发光产生模块4：用于产生激励PhotosystemII(PSII)的蓝光或波长低于680nm的红光及激励PhotosystemI(PSI)的远红光(波长高于750nm)，光学滤波器用于光波长的限制。激励PSII系统的光源有三个，分别能够提供高频脉冲、饱和脉冲和光化光。MCU模块2的PWM模块与功率放大电路模块连接，进而连接LED，然后控制LED的强度。激发光产生模块4、叶绿素荧光检测模块3与一个分叉形的光纤S1相连，光纤S1的另一端在测试时，恰好与在步进电机的驱动下的环形腔上的光纤S2对齐。5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叶绿素荧光测试仪，包括控制部分、检测部分及样品台；其特征在于：所述控制部分包括显示及控制终端(1)及与之相连的微处理器即MCU模块(2)；所述检测部分包括叶绿素荧光检测模块(3)以及激发光产生模块(4)；所述叶绿素荧光检测模块(3)以及激发光产生模块(4)分别与MCU模块(2)相连；所述样品台包括支座(5)及步进电机(6)，所述步进电机(6)与MCU模块(2)相连；所述步进电机(6)的转子连接样品盘(7)；所述样品盘(7)的圆周为一圈中空的环形腔，所述环形腔的外壁可以打开；所述环形腔内设置垂直于外壁的隔板(S4)将环形腔隔离成分段的环形样品放置腔(S3)；每一段隔离的环形样品放置腔(S3)的侧面均安装有光纤(S2)，所述光纤(S2)在步进电机的带动下旋转给定的角度，与光纤(S1)对齐，达到与叶绿素荧光检测模块(3)及激发光产生模块(4)连接的目的，通过步进电机多次旋转，环形腔上的多个光纤(S2)分别与光纤(S1)对齐。

【技术特征摘要】
1.一种叶绿素荧光测试仪，包括控制部分、检测部分及样品台；其特征在于：所述控制部分包括显示及控制终端(1)及与之相连的微处理器即MCU模块(2)；所述检测部分包括叶绿素荧光检测模块(3)以及激发光产生模块(4)；所述叶绿素荧光检测模块(3)以及激发光产生模块(4)分别与MCU模块(2)相连；所述样品台包括支座(5)及步进电机(6)，所述步进电机(6)与MCU模块(2)相连；所述步进电机(6)的转子连接样品盘(7)；所述样品盘(7)的圆周为一圈中空的环形腔，所述环形腔的外壁可以打开；所述环形腔内设置垂直于外壁的隔板(S4)将环形腔隔离成分段的环形样品放置腔(S3)；每一段隔离的环形样品放...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭亚，夏倩，丘轶辰，朱启兵，黄敏，武颖奎，陈思恒，王胜，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32