Способ определения продуктивности биологических культур Советский патент 1986 года по МПК G01N21/64 

«1

Изобретение относится к исследованию и анализу материалов с помощью дистанционных оптических методов и может быть использовано для определения урожайности сельскохозяйствен- ных культур,

. Целью изобретения является повышение точности при определении уро- жай.ности.хлопка -з а- снет устранения влияния/иогятощёййя и рассеяния излу- черия в атмосфере. (

Ф яцность изобре ён я заключается в Тим, что произ:водят нормировку измеряемых сигнэл к интенсивности возбужда огр..Л1ем-.жв-лазернь м им- пульсом сигнала спонтанного комбинационного рассеяния (СКР) на молекулах азота из приповерхностного слоя воздуха, в процессе которой устраняют влияние поглощения и рассеяния в атмосфере,

На фиг.1 представлено устройство, реализующее способ; на фиг.2 - спектральное распределение зондирующих сигналов в присутствии хлопкового во- локна ,на фиг. 3 - то же, без него.

Устройство содержит лазер 1, приемный телескоп 2, спектрометр 3, три фотоприемника 4, систему ре истрации 5, включающую в себя блок временной селекции, состоящую из трех устройств стробирования и трех интеграторов, комплекс обработки результатов 6, предназначенный для оцифровки .аналоговых сигналов и.вычисления урожай ности в оперативном режиме.

Способ осуществляется следующим образом.

Из лазерного источника 1, установленного на борт летательного аппара- та (вертолета, самолета), на исследуемый объект (растительньй покров на поверхности земли) направляется лазерный импульс, возбуждающий сигналы люминесценции хлорофилла, хозяй- ственно ценной части растения и СКР на молекулах азота, которые через приемный телескоп 2, спектрометр 3 и фотоприемники 4 поступают в систему 5 регистрации, где с помощью блока временной селекции, способного с временным .разрешением 10-20 НС измерять амплитуду эхосигнала, приходящего с заданной дальности, выделяется сигнал СКР на молекулах азота, соответству- ющих приповерхностному слою воздуха (последние Юм). Чем ближе слой воздуха к поверхности хлопчатника, тем

132

меньше зондирующий луч претерпевает поглощение или рассеяние на посторонних частицах; как показывает эк- сперимент необходимо регистрировать комбинационное рассеяние азота в приповерхностных слоях не более 10 м. В комплексе обработки {эезультатов 6 сигнапы оцифровываются, нормируются на сигнал СКР азота и произйодится вычисление о пределяемых параметров.

Например, для определения урожайности хлопчатника предлагаемым способом на поверхность хлопкового поля посылается лазерный импульс мощностью 1-2 МВт и с длиной волны 355 нм, воз буждающий сигналы люминесценции хлоп кового волокна в диапазоне 450-520 н с максимумом 485 нм, хлорофилла а листьев при. 685 нм и СКР азота на длине волны 387 нм (спектральное распределение этих сигналов приведено на фиг.2). В отсутствии хлопковГого волокна сигнал при 485 нм падает более чем на порядок (фиг.З), но значение его находится в постоянном соотношении с интенсивностью люминесценции хлорофилла растения при 685 н что позволяет в сигнале при 4.85 нм (фиг.2) вьщелить в чистом виде вклад от люминесценции хлопкового волокна.

Следовательно, среднее количество хлопкового волокна на поле можно определить из выражения .С К, А,

38 вг

С - среднее количество хлопкового волокна; К, Kj- постоянные коэффициенты,

определяемые в лабораторных экспериментах;

I - интенсивности сигналов, отвечающих длинам волн 485, 685. и 387 нм соответственно.

Формула изобретения

Способ определения продуктивности биологических культур, заключающийся в дистанционном возбуждении люминесценции и измерения эхосигналов, принимаемых от объекта на смещенной частоте, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при определении урожайности хлопка за счет устранения влияния поглощения и рассеяния излучения в атмосфере,

3124t1

производят последовательное стробиро вание сигналов спонтанного комбинационного рассеяния азота из слоя воздуха не более 10 м от поверхности земли, люминесценции хлорофилла зе- s леной массы и хлопкового волокна с последующей нормировкой сигналов люминесценции на сигнал комбинационного рассеяния азота,иопределяют количество хлопкового волокна по, формулам Ю

С К/А,

А С

Л) ir

- Кг -

кр

среднее количество хлопкового волокна} Kj- постоянные коэффициенты;

интенсивности сигналов люминесценции хлопкового волокна и зеленой массы соответственно,

интенсивность сигнала комбинационного рассеяния азота.

z

.-

Изобретение позволяет повысить точность определения урожайности хлопка с помощью дистанционных оптических методов за счет устранения влияния поглощения и рассеяния излучения в атмосфере. Достигается эффект путем последовательного стро- бирования сигналов спонтанного комбинационного рассеяния азота из слоя воздуха не более 10 м от поверхности земли, люминесценции хлорофилла зеленой массы и хлопкового волокна с последующей нормировкой сигналов йоминесценции на сигнал комбинационного рассеяния азота и определяют количество хлопкового волокна по формулам ,А, где /1 -Kjlj,, , С - среднее количество хлопкового волокна; К, Kg - постоянные коэффициенты; 1 , 1,д - интенсивности сигналов люминесценции хлопкового волокна и зеленой массы соответственно; 1(5в интенсивность сигнала комби-. национного рассеяния азота. 3 ил. ю и

Рс/&/

To/n/f.ed /,0

Хлопмбое AbToxx

ff.S

C/Cflf

XJto/fo if-ff-ff

AOOSffff O

Фи.г

7OU /i,///y

IfO/ПМ 6

ff

C/fflA/

4ffffSOff6OO

.3

Редактор И.Слободяник

Составитель Н.Зоров Техред Л.Олейник

Заказ ЗА81/38 Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, i

700 x/y

Корректор Л.Патай