[实用新型]基于红外测温的便携式光合仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及实验检测仪器领域，具体涉及对植物光合生理检测仪器准确性的 改进。

背景技术

LI-COR6400便携式光合仪是一种多功能、高效的植物叶片生理特性检测仪器， 是国际植物生理生态领域最被广泛认可的植物叶片光合和蒸腾以及气孔导度活体检测 仪器。

植物进行光合作用需要吸收CO₂，而在为CO₂提供气体通道的同时不可避免地导 致了水分的蒸腾散失。根据由菲克定律衍生的气体扩散方程可知，叶片通过调整水汽 散失的气孔导度g_s,W控制着水分散失速率E(molH₂Os^-1m^-2)：

E＝g_s,WΔX_W＝g_s,W(W_i-W_o)(2)

式中ΔX_w＝W_i－W_o，W_i为叶片气孔中水汽的摩尔分数，W_o为叶片环境中水汽的摩尔分 数。

g_s,W由空气中水蒸气的扩散系数、叶片水汽扩散距离以及横截面积等因素决定。由 于植物自身能改变气孔处保卫细胞的大小和形状，故气孔处的水汽扩散以及气孔大小 因植物而异。

固碳过程是通过与水汽扩散相同的气体通道进行的，固碳速率A(molCO₂s^-1m^-2) 为：

A＝g_s,CΔX_C＝g_s,C(C_i-C_o)(3)

式中ΔX_C＝C_i－C_o，C_i为叶片环境中CO₂的摩尔分数，C_o为叶片胞间CO₂的摩尔分数。

叶片吸收CO₂和释放水汽是同一个通道，因此g_s,W与g_s,C之比为一常数，即

g_s,C＝g_s,W/1.4(4)

根据以上原理，LI-COR6400便携式光合仪通过空气流量传感器和红外气体分析 仪(IRGA)测量CO₂和水分含量变化，从而计算出E和W_o，根据T_l(叶温，即叶片 温度)查饱和蒸汽密度表估算W_i，从而由式(2)估算g_s,W；同理，直接通过空气流量 传感器和IRGA测量出A和C_o，g_s,C则根据式(4)由g_s,W估算出，从而最终得到C_i值。C_i值的准确估算对于“A-C_i”曲线分析极为重要。由此可见，叶温T_l的精准测量是 LI-COR6400便携式光合仪检测方法体系的关键。

叶温T_l的测量在LI-COR6400便携式光合仪的叶室内完成，但是研究结果表明， 目前叶室采用热电偶探头来探测叶温存在以下不足：与叶片(厚度<0.1mm)相比，热 电偶探头的测量节点较厚(约为0.5mm)，由此导致探头与叶片的热接触往往不充分， 热电偶大部分处于叶片温度与空气温度的临界层，测量精度低。并且由于热电偶测温 法需要接触叶片，易损坏，位置不好掌握，有可能伤害叶片，造成测量值异常。因此 导致光合和蒸腾相关参数的计算出现较大误差。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于红外测温的便携式光合仪。

为达到上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

该便携式光合仪包括叶室，所述叶室内设置有用于检测叶温的红外温度探头，所 述红外温度探头包括红外温度传感器以及用于将红外温度传感器检测的温度数据输出 至外部便携数据处理终端的接口电路。