[实用新型]一种植物叶片含水率检测仪

说明书

本实用新型公开了一种植物叶片含水率检测仪，属于植物叶片生理特性检测领域。本实用新型包括外壳、充电接口、充电电池、微控制器控制模块、阻抗测量模块、温度测量模块、按键、显示屏、叶片夹持机构、针状电极、数据存储模块、Wifi通讯模块。微控制器控制模块分别控制阻抗测量模块和温度测量模块获取叶片阻抗信息和表面温度，根据预先导入的基于阻抗的叶片含水率预测模型计算出叶片含水率并在显示屏上进行显示，并可通过数据存储模块和Wifi通讯模块进行含水率数据的存储和数据的上传。本发明用于快速获取植物叶片含水率，具有耗时短、操作方便、成本低廉等优点。

技术领域

本发明属于检测设备领域，具体涉及一种植物叶片含水率实时检测仪器。

背景技术

水分对植物的生长发育有着重要作用。与其他植物器官相比，叶片的生理特性分析是评估植物养分和水分状况的重要途径，其中叶片含水率是反映植物需水状况的重要指标。因此，叶片含水率的快速、准确检测对番茄生长环境的监测具有重要意义。

目前，用于检测植物叶片含水率的主要方法有烘干法、光谱技术、图像处理技术、介电特性技术等。然而，烘干法耗时长，且只能在实验室进行；叶片光谱采集及图像获取所需的设备较为昂贵，且数据处理步骤复杂；介电特性检测易受环境影响，获取样本信息少，这限制了上述方法的推广应用。电阻抗图谱法是在植物生理组织上施加一个小振幅的正弦交流电势激励，测量其交流电势与电流信号的比值(即阻抗)随正弦波频率变化的方法。该方法具有检测快速、成本低、受环境影响小等特点。近年来，该方法已在植物营养水平检测、果蔬质量评价、逆境胁迫等领域得到了广泛的应用。因此，提出一款基于电阻抗的植物叶片含水率检测仪在植物叶片生理检测领域有很大的应用前景。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种基于电阻抗的植物叶片含水率检测仪及检测方法，通过测量植物叶片的电阻抗特性与温度并带入到预先载入的含水率计算模型，间接测得叶片含水率。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种植物叶片含水率检测仪，其特征在于，由外壳、充电接口、充电电池、微控制器主控模块、阻抗测量模块、温度测量模块、按键、显示屏、数据存储模块、Wifi通讯模块、叶片夹持机构、针状电极、电极固定螺母等组成；所述叶片夹持机构包括下极板、固定销、上极板、扭转弹簧；所述微控制器主控模块分别与所述充电电池、所述按键、所述显示屏、所述数据存储模块、所述温度测量模块、所述Wifi通讯模块、所述阻抗测量模块相连，所述针状电极与所述电极固定螺母、所述阻抗测量模块相连，所述电极固定螺母与所述外壳相连。

一种植物叶片含水率测量方法，包括以下步骤：

(1)实验准备：使用清水将待测叶片表面清洗干净，并擦干水分。

(2)夹持叶片：用手指按动叶片夹持机构的上极板，使上极板和下极板分开一定距离；将植物叶片正面朝上放置在下极板上，并调整叶片至合适位置，使两个针状电极能够平行于叶主脉刺入叶片；同时，使温度测量模块(DS18B20)能够接触叶片主脉另一侧；缓慢松开上极板，使上极板在扭转弹簧的作用下与下极板夹住叶片。

(3)数据测量与存储：按下测量按钮，微控制器主控模块分别控制阻抗测量模块(AD5933)和温度测量模块测量叶片阻抗和表面温度，并带入到含水率计算模型得到叶片含水率；当显示屏提示测量结束时，按动叶片夹持机构的上极板，取出叶片；在显示屏上查看测量结果后，可通过相关按键分别控制数据存储模块和Wifi通讯模块(ESP8266)进行实现叶片含水率数据的存储和上传。

与传统测量方式相比，本实用新型专利结构简单，制作成本低，操作方便，能够实现叶片含水率的快速检测和数据的存储与上传。

附图标记