Фотометр для измерения характеристик растительного покрова Советский патент 1989 года по МПК G01J1/04 

1

(21)4313148/30-25

(22)06.10.87

(46) 15.12.89. -Бюл. № 46

(71)Всесоюзный научно-исследовательский институт сельскохозяйственной метеорологии

(72)А.А.Ген и А,Ф.Конов

(53)535.24(088„8)

(56)Кондратьев К.Я„ и др. Аэрокос- миЧеские исследования почв и растительности Л,; Гидрометеоиздат, 1986, гло 2.

Авторское свидетельство СССР 1245893, клс G 01 J 1/04, 1986.

(54)ФОТОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА

(57)Изобретение относится к спектро- фотометрии и может быть использовано в сельском хозяйстве. Цель изобретения - расширение количества измеряе67

t S

t . . ,

мых параметров растительного покрова. Датчик фотометра имеет два корпуса 1 и 2, закрепленных на одном основании 3, причем бленда 12 одного из корпусов ограничивает угол зрения 15° а бленда второго корпуса выполнена в виде насадки, состоящей из двух плоских дисков 13 и 14 и диафрагмы 15, расположеяных последовательно по ходу излучения, ограничивающих прием излучения двумя круговыми конусами с углами при вершине 90 и 95°. Фотометр позволяет по разнице сигналов между фотоприемниками первого и второго корпусов производить измерение,массы только вертикальных компонент растительного покрова, распознавать тип, устанавливать фазу развития сельскохозяйственных культур, а также определять массу зеленых сорняков среди культурных растений. 1 ил.

(Л

ел ю

;о

о

41 СХ

Изобретение относится к устройствам для измерения интенсивности.и спектрального состава излучения, может быть использовано для фотометрических измерений в сельском хозяйстве.

Целью изобретения является увеличение количества измеряемых параметров растительного покрова за счет изменения характеристик угловой чувствительности и одновременности измерения в двух различных направлениях. На чертеже представлен дат- ,/ чик фотометра, вертикальное сечение.

Датчик фотометра состоит из двух корпусов 1 и 2, закрепленных жестко на общем основании 3„ Каждый из корпусов 1 и 2 содержит корректирующий элемент 4, ротор 5, на котором .расположены светорассеивающйй,непрозрачный колпак 6 с отверстиями, закры- вакяций светорассеивающую коничес- .кую полость, светоделительный элемент 7, светофильтр 8 на ИК-спектральный диапазон, светофильтр 9 на К-спект- рапьный диапазон, фотоприемники соответствующих диапазонов 10 и 11. Перед корпусом 1 установлена цилиндрическая бленда 12, ограничивающая угол зрения устройства 15. Перед корпусом 2 установлена насадка, состоящая из непрозрачных экранов в форме диска 13, 14 и диафрагмы 15, которая огра- ,начивает угол приема излучения двумя круговыми конусами с углами при вершине 90 и 95°.

Фотометр работает следующим образом.

Сначала производится настройка фотометра. Роторы 5 обоих корпусов устанавливаются так, чтобы на фотоприемники корпусов 1 и 2 через корректирующие элементы 4 поступало излучение со всей небесной полусферы В этом положении разница сигналов на выходе электронного блока (не показан) равна нулю.

После настройки фотометр приводится в рабочее состояние. Роторы 5 поворачиваютдя на 180° и на фотоприемники корпуса 1 попадает излучение от подстилающей поверхности в угле, ограниченном конусом с углом при вершине 15°(блендой 12), а на фотоприемники корпуса 2 попадает излучение от подстилающей поверхности в проме- „жутке (показано на чертеже) между экранами 13, 14 и диафрагмой 15„ Устновленное при настройке равенство сигналов между устройствами изменяется пропорционально массе вертикальных компонент растительного покрова.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Отношение спектрального коэффициента яркости (СКЯ) растительного покрова в ИК-спектральном диапазоне к СКЯ в К спектральном диапазоне зависит от массы растительного покрова, направления измерения и пространственного расположения фотоэлементов в растительном покрове..При прочих равных условиях отношение СКЯ для растительного покрова с горизонтально расположенными фитоэлементами не зависит от направления измерения,,для растительного покрова с вертикально расположенными фитоэлементами (вертикальными компонентами массы) увеличивается с ростом угла наблюдения. Следовательно, по разнице сигналов в двух фиксированных направлениях можно су- дить о массе только вертикальных компонент массы растительного покрова. Выбор углов зрения фотометра произведен на основе информационного ана- - лиза данных измерений индикатрис отражения разных типов растительного покрова высокого пространственного разрешения Наилучшим в смысле информативности является сочетание двух углов поля зрения 15 и телесного угла ограниченного двумя круговыми конусами с углами при вершине 90 и 95. Такое сочетание углов зрения позволяет увеличить информацию о структуре растительного покрова на 20-30% по сравнению с другими возможными вариантами углов наблюдения. Одновременность наблюдения в двух разных направлениях обеспечивается . что фотометр снабжен двумя параллельно работающими устройствами для преобразования направленного излучения в рассеянное с разными полеформирующими насадками.

Устройство позволяет по разнице сигналов между фотоприемниками корпусов 1 и 2 производить измерение массы только вертикальных компонент растительного покрова, распознавать тип растительного покрова, устанавливать фазы развития сельскохозяйственных- культур, определять массу зеленых сорняков среди культурных растений, отличающихся расположением листьев.

По показаниям только карпуса с углом поля зрения 15° возможно определение общей массы растительного покрова.

Формула изобретения

ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения количества измеряемых параметров растительного покрова, фотометр содержит дополнительный корпус, идентичный первому корпусу, с корректирующим элементом и ротором, идентичными корректирующему элементу и рото- ру, установленными соответственно на первом корпусе и внутри него, оба корпуса жестко связаны между собой таким образом,что их входные отверстия имеют совпадающую ориентацию, бленда первого корпуса выполнена циФотометр для измерения характеристик растительного покрова, содер- л жащий корпус с ориентированными в противоположные стороны первым и вторым входными отверстиями, корректирующий элемент в виде непрозрачного колпака с отверстиями, установленный на J5 линдрической и ограничивающей поле

зрения фотоприемников углом 15, бленда второго корпуса вьтолнена в виде насадки, состоящей из установ- ленных по оси отверстия дополнитель- 20 ного корпуса, ориентированного идентично второму отверстию первого кор-

первом входном отверстии, бленду, установленную на втором входном отверстии, ротор, содержащий светорассеи- вающую полость и светоделительный элемент с оптически связанными с ним фотоприемниками красного и инфракрасного спектрального диапазонов, причем ротор установлен внутри корпуса с возможностью попеременной оптической связи светоделительного элемента через светорассеивающую полость с первым и вторым входными отверстиями, а также блок электроники, соединенный с обоими фотоприемниками, о т л- и ч апуса, двух непрозрачных экранов в форме диска и диафрагмы, установленной между ними, и ограничивающей телес- 25 ный угол приема излучения двумя круговыми конусами с углами при вершине 90 и 95°, а блок электроники соединен с обоими фотоприемниками ротора дополнительного корпуса.

90486

ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения количества измеряемых параметров растительного покрова, фотометр содержит дополнительный корпус, идентичный первому корпусу, с корректирующим элементом и ротором, идентичными корректирующему элементу и рото- ру, установленными соответственно на первом корпусе и внутри него, оба корпуса жестко связаны между собой таким образом,что их входные отверстия имеют совпадающую ориентацию, бленда первого корпуса выполнена цил5 линдрической и ограничивающей поле

пуса, двух непрозрачных экранов в форме диска и диафрагмы, установленной между ними, и ограничивающей телес- ный угол приема излучения двумя круговыми конусами с углами при вершине 90 и 95°, а блок электроники соединен с обоими фотоприемниками ротора дополнительного корпуса.

Изобретение относится к спектрофотометрии и может быть использовано в сельском хозяйстве. Цель изобретения - расширение количества измеряемых параметров растительного покрова. Датчик Фотометра имеет два корпуса 1 и 2, закрепленных на одном основании 3, причем бленда 12 одного из корпусов ограничивает угол зрения 15°, а бленда второго корпуса выполнена в виде насадки, состоящей из двух плоских дисков 13 и 14 и диафрагмы 15, расположенных последовательно по ходу излучения, ограничивающих прием излучения двумя круговыми конусами с углами при вершине 90 и 95°. Фотометр позволяет по разнице сигналов между фотоприемниками первого и второго корпусов производить измерение массы только вертикальных компонент растительного покрова, распознавать тип, устанавливать фазу развития сельскохозяйственных культур, а также определять массу зеленых сорняков среди культурных растений. 1 ил.