[实用新型]一种简易作物茎秆温度测量装置

说明书

技术领域

本发明属于作物生理信号检测领域，涉及一种简易作物茎秆温度测量装置。

背景技术

我国水资源短缺严重，并且分布极不平衡。据相关资料介绍，我国人均可利用水资源占有量仅为900m3。因此，缺水已成为许多地区制约农业生产的重要因素。据水利部公布的相关数据显示，我国灌溉水的利用率仅0.45左右，而一些发达国家可以达到0.8以上，这与世界先进国家相比还有很大差距。因此，通过提高农业用水效率和推广节水灌溉技术对于缓解我国目前的淡水困难，维持农业可持续发展具有十分重要的意义。

植物的水分状态不仅取决于土壤的水分情况，还与周围环境气象因素变化、植物根系分布、植物生长及生理特点以及水分输导能力等方面的因素有关。因此，利用植物本身的生理指标或水分动态参数检测植物体的水分状态，比利用土壤水分状况更可靠。植物通过蒸腾作用散失植株体内水分并带走热量，从而实现植株体温的调节。所以作物的植株体温与其水分状况密切相关。当水分胁迫增大时，蒸腾作用降低，植物体温度会升高超过空气温度；当不受水分胁迫时，植物体温度一般会低于空气温度。因此，通过测量植物体温度可以了解植物体的水分胁迫状态。植物体温度主要由冠层温度和茎秆温度体现，目前通过冠层温度监测植物水分状态的方法多存在计算过程复杂和参数确定困难等问题，且多数都有使用限制条件，不具备通用性和适用性。而作物茎秆温度的无创伤测量研究较少。因此，本发明提出了一种基于热电偶丝的简易作物茎秆温度测量装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在不影响作物正常生长的前提下，无创伤采集作物的茎秆温度。

本发明采用如下技术方案：

1)一种简易作物茎秆温度测量装置，主要由热电偶丝及其延长线、温度传感器、信号放大电路和数据采集器四部分组成。热电偶丝输出信号由信号放大电路进行放大，数据采集器采集信号放大电路的输出和温度传感器的输出，并进行相关处理即可得到实际茎秆温度测量值。

2)热电偶丝选用的是K型热电偶丝，镍铬镍硅材质，温度测量选用的是数字温度传感器 DS18B20。

3)热电偶丝输出的信号由专用仪表放大器AD620组成的射频滤波放大电路实现，热电偶丝的两端通过延长线连接至由AD620组成的射频滤波放大电路的输入端，实现信号放大，以备数据采集器识别采集。

4)将热电偶丝固定做茎秆表面，测量茎秆与空气的温差，然后综合悬于空气中的温度传感器所测得的环境温度，实现作物茎秆温度的无创伤测量。

5)一种简易作物茎秆温度测量装置适合于小植物或草本植物的茎秆温度变化进行检测。

本发明的有益效果是：

本发明提供的一种简易作物茎秆温度测量装置，将K型热电偶丝通过棉质透气材质的布条绑缚于作物茎秆表面，DS18B20悬于作物周围的空气当中，整个测量对作物生长基本无扰动。K型热电偶丝用于测量作物茎秆与周围环境的温差，数字温度传感器DS18B20检测作物所处环境的温度，二者相加即可得到作物的茎秆温度。通过在线、连续测量作物的茎秆温度变化，可以了解作物的受水分胁迫状态，进而指导科学灌溉。简易作物茎秆温度测量装置具有安装简单、测量精度高、测量无创伤、成本低廉等优点，具有较大的实用价值和推广意义。

附图说明

图1为本发明涉及的简易作物茎秆温度测量装置的结构示意图，其中数据采集器可采集模拟和数字信号，并集成有A/D转换电路，最终完成数据的处理、分析和存储。

图2为本发明涉及的简易作物茎秆温度测量装置的热电偶丝输出信号的射频滤波放大电路，其中Rg为可调电阻，根据采集器的识别需要和AD620芯片数据手册要求进行选择配置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明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发明，但不用来限制本发明的范围。

如附图1为本发明涉及的一种简易作物茎秆温度测量装置，主要包括热电偶丝及其延长线、温度传感器、信号放大电路和数据采集器等4部分。安装时，将带有延长线的K 型热电偶丝通过棉质透气材质的布条绑缚于作物茎秆表面，以此测量作物的茎秆与所处环境的温差；数字温度传感器DS18B20悬于作物周围的空气当中，用于测量环境温度。热电偶丝延长线的两端通过延长线连接至射频滤波放大电路的输入端，实现信号放大。数据采集器采集DS18B20的输出和经过放大处理的热电偶丝的信号，二者由数据采集器分析处理，得出最终的作物茎秆的温度。

再如附图2为本发明涉及的简易作物茎秆温度测量装置的热电偶丝输出信号的射频滤波放大电路。测量时将热电偶丝测量端与作物茎秆充分接触，输出端经过延长线后连至由 AD620组成的射频滤波放大电路，完成微弱信号的放大，以备数据采集器识别采集。