[实用新型]一种叶绿素荧光探测仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及农业遥感领域，特别是涉及一种叶绿素荧光探测仪。

背景技术

光合作用是提供植物所有物质代谢和能量代谢的基础，它包括一系列光物理、光化学和生物化学转变的复杂过程，在光合作用的原初反应，将吸收光能传递、转换为电能的过程中，有一部分光能损耗以较长波长的荧光方式释放(通常不到1％的入射能量)。研究和探测这种自然条件下光合作用的荧光特性有十分重要的科学意义和应用价值。首先，自然条件下的叶绿素荧光和光合作用有着十分密切的关系。一方面，当植物被暴露在过强的光照条件下，荧光起着十分重要的保护作用，避免叶绿体吸收光能超过光合作用的消化能力，将强光灼伤的损失降低到最小；另一方面，一般来说，自然条件下叶绿素荧光和光合速率是相互负关联的，光合速率较高，则荧光较弱，反之亦然。所以通过探测叶绿素荧光，可以间接了解植物的光合作用。其次，作为植物健康状况的“探针”，自然条件下光合作用荧光特性与植物的营养和受胁迫程度密切相关。因此，通过植物光合作用的荧光特性探测可以了解植物的生理、生长、病害及受胁迫状态。

几乎所有光合作用过程的变化均可通过叶绿素荧光反映出来，而荧光测定技术不需破碎细胞，不伤害生物体，因此通过研究叶绿素荧光来间接研究光合作用的变化是一种简便、快捷、可靠的方法。目前，叶绿素荧光在光合作用、植物胁迫生理学、水生生物学、海洋学和遥感等方面得到了广泛的应用。

目前叶绿素荧光探测主要采用荧光光谱法，它利用调制叶绿素荧光仪、荧光分光光度计等荧光测量仪器，测量单色光激发照明条件下的荧光波长的发射荧光，这种方法测定的叶绿素激发荧光与自然条件光合作用的荧光的物理意义差别很大，并且，由于使用条件的限制(激光激发、叶片接触式测量等)，难以推广到遥感应用。

自然光照条件下测定的植被反射的辐照度光谱既包括太阳光诱导荧光的发射光谱，又包括叶片对入射光的反射光谱。由于荧光发射光谱和植被冠层反射光谱是混合在一起的，所以研究如何从冠层光谱中提取荧光光谱有十分重要的应用价值。因此，目前本领域技术人员迫切需要发展出一种自然光条件下的植被荧光强度探测仪器。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种自然光照条件下的叶绿素荧光探测仪，所述包括：

能量探测单元，用于探测植被在自然光照条件下的入射能量和植被反射能量并将所获能量的模拟量信号传输至信号处理单元；

信号处理单元，将接受到的能量的模拟量信号滤波、放大并转化为数字信号；

中央控制单元，控制信号处理单元进行模数转换并将得到的数字信号输入能量计算模型，得到植被冠层的荧光强度。

其中，所述能量探测单元包括荧光波段入射能量探测器、参考波段入射能量探测器、植被在待测荧光波段的反射能量探测器以及植被在参考波段的反射能量探测器，均与信号处理单元连接，分别用以测量荧光波段入射能量、参考波段入射能量、植被在待测荧光波段的反射能量以及植被在参考波段的反射能量.

其中，所述能量探测器包括外壳以及依次封装在所述外壳中的滤光片、透镜和光电探测器，入射光线依次经过所述滤光片、透镜后，待测波长的光线在光电探测器上成像。

其中，所述滤光片为窄带干涉滤光片。

其中，所述外壳为铝合金材质。

通过本实用新型提出一种自然光条件下探测植被荧光强度的装置。利用该装置进行探测更加直观地反映自然条件下的光合作用的荧光信息，并且能够探测植被冠层荧光强度。此外，本实用新型所提供的装置与传统的激光脉冲调制荧光仪相比，使用简便快捷，结果真实可靠，更容易推广到航空或卫星平台，从而实现荧光探测从接触式的点测量到航空或卫星遥感大面积监测的技术飞越。

附图说明

图1是本实用新型实施例中叶绿素荧光探测仪的结构示意图；

图2是本实用新型叶绿素荧光探测仪的探测器结构示意图；

图3a-b是利用本实用新型叶绿素荧光探测仪进行探测的原理图。

其中，1、滤光片；2、透镜；3、外壳；4、探测器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。