Устройство для измерения площади листьев растений Советский патент 1992 года по МПК G01B21/28 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения площади листьев растений.

Цель изобретения - повышение информативности и надежности,

На фиг. 1 приведена конструкция устройства для измерения площади листьев растений; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - структурная схема.

Устройство содержит (фиг. 1) корпус 1 с основанием 2, крышку 3 с шарниром 4, кассету с оптическими фильтрами 5, матричный источник 6 света, механизм защиты фотоприемника, состоящий из рычага 7, шторки с подвижным коромыслом 8, пружины 9, упора 10 и оси 11, камеру 12 с фотоприемником 13, фиксатор 14 и предметный столик 15. На основании 2 установлены блок 16 питания и платы 17 измерительного блока с элементами индикации и управления.

Измерительная схема устройства содержит (фиг, 2) матричный источник 6 света, фотоприемник 13 в виде ф отоэлектронного умножителя, блок 18 разверток, блок 19 управления и индикации и блок 16 питания.

Корпус 1 выполнен моноблочным, полым (фиг. 1). К нижней части корпуса 1 крепится, например с помощью винтов основание 2 с элементами измерительного блока 16 и 17. Корпус 1 имеет жесткую перегородку, на которой закреплены камера 12 с фотоприемником 13, упор 10 и ось 11. На перегородке корпуса 1 также закреплен один из концов пружины 9, другой конец которой закреплен в-специальное отверстие подвижного коромысла шторки 8. Шторка 8 выполнена в виде рычага, оканчивающегося круглой плоской металлической пластиной, к нижнему торцу которой, например, путем приклеивания крепится светонепроницаемый мягкий материал - бархат. Крышка 3 выполнена полой и имеет специальную ручку, с помощью которой осуществляется откидывание оператором крышки 3 от корпуса 1, В крышке 3 закреплены матричный источник 6 света и кассета со съемными оптическими фильтрами 5. Кассета может быть выполнена, например, в виде двух пластин с прорезями, направляющими, в которые устанавливаются плоские прямоугольные оптические фильтры, пропускающие необходимый спектр излучения источника 6 заданной интенсивности. Крышка 3 связана с корпусом с помощью шарнира 4. К крышке 3 жестко закреплен рычаг 7 механизма защиты фотоприемника, Рычаг 7 выполнен полукруглым и в месте контакта-с шариком фиксатора 14 имеет два полусферических углубления, которые необходимы для устойчивого фиксирования при откидной и закрытой крышке 3. Фиксатор 14 выполнен, например, в виде полой резьбовой втулки, в которой установлены

5 шарик, пружина и регулировочный винт. Фиксатор 14 также жестко закреплен в корпусе 1, и с помощью его регулировочного винта и пружины осуществляется необходимое усилив прижима шарика фиксатора к

0 рабочей плоскости рычага 7. Коромысло шторки 8 имеет два плеча разной длины и выполнено подвижным относительно оси 11, которая установлена в корпусе 1 под углом к плоскости окна фотоприемника 13.

5 Упор 10 снабжен стойкой, в которую упирается плечо подвижного коромысла шторки 8 при открытой крышке 3. При закрытой крышке 3 в стойку упора 10 упирается поверхность места сочленения двух плеч коро0 мысла шторки 8. Камера 12 выполнена в виде полого цилиндрического стакана и имеет основание, которое крепится к нижнему торцу стакана после установки в камеру фотоприемника 13 (не показано). Корпус

5 1 имеет специальные кронштейны, на которых установлен-оптический прозрачный предметный столик 15, изготовленный, например, в виде прямоугольной стеклянной пластины с двумя оправками, имеющими по

0 две цилиндрические оси, на которые надеты пружины. В данном случае оправка имеет прорези, в которые устанавливается стеклянная пластина. В месте сочленения крышки 3 с корпусом может быть установлена

5 специальная светозащитная прокладка (не показано).

Блок 19 управления и индикации соединен с входами блока 18 разверток, выходы которого подключены к входам матричного

0 источника светового потока (фиг. 2). Выход фотоприемника 13 подключен к входу блока 19 управления и индикации. Выходы блока питания соответственно соединены с входами питания блоков 18 и 19 ифотоприемни5 ка 13.

Принцип действия устройства основан на дискретном сканировании оптическим лучом листа растения с помощью матричного источника светового потока 6 (фиг. 2),

0 подсчете световых импульсов, неперекрытых листом растения, с помощью фотоприемника 13 и перерасчета площади по параметрам матричного источника светового потока и полученной информации.

5 Устройство для измерения площади листьев работает следующим образом.

С помощью ручки крышки 3 оператор

поднимает ее в верхнее положение. При

этом крышка 3 поворачивается вокруг оси

шарнира 4 и.автоматически фиксируется

фиксатором 14, так как его шарик прижимается пружиной к одному из специальных углублений в рычаге 7, При этом рычаг 7 освобождает шторку 8, подвижное коромысло которого, проворачиваясь вокруг оси 10 при помощи пружины 9, быстро доходит до упора 10, и шторка 8 своей круглой пластиной быстро закрывает окна камеры 12, предохраняя фотоприемник 13 от попадания света, проникающего с внешней среды через предметный столик 15. Затем оператор устанавливают необходимый оптический фильтр в кассету и размещает на предметном столике 15 лист растения. Далее оператор, нажимая на ручку крышки 3, закрывает ее, рычаг 7, жестко связанный с крышкой 3, нижней своей кромкой давит на короткое плечо подвижного коромысла шторки 8. Так как ось 11 расположена под углом к плоскости окна фотоприемника 13, то под действием рычага 7 крышки 3 шторка 8 поднимается под углом, преодолевая усилия пружины 9 и открывая окно фотоприемника 13. Это позволяет избежать трения пластины шторки 8 о плоскость окна фото- приемника 13 и его механического повреждения в процессе работы устройства. При подходе крышки 3 к крайнему нижнему положению, окно фотоприемника 13 освобождается, шарик фиксатора 14 фиксирует крышку 3 относительно корпуса попадания во второе углубление рычага 7, в результате чего сочленение крышки с корпусом надежно предохраняет фотоприемник 13 от внешнего попадания света. Так как предметный столик 15 подпружинен относительно корпуса 1, практически не происходит деформации листа растения, который может иметь различную толщину, и этот фактор не вносит дополнительной погрешности изме- рения площади. Далее по команде блока 19 управления и индикации с помощью блока 18 разверток осуществляется построчное и покадровое подключение (по оси X и Y) единичных элементов матричного источника 6 света. Расстояние между источником б и фотоприемником 13 выбрано таким, что любой единичный источник света улавливается фотоприемником 13, на выходе которого при отсутствии листа растения появляется импульс, тождественный логической 1, при наличии листа - логическому О. Так как количество единичных источников света 6 ИМГ-1 известно и известно количество импульсов с выхода фотоприемника 13, не- трудно подсчитать площадь листа растения или его составляющую часть. При этом надежность и информативность устройства повышаются. Наличие кассеты с оптическими фильтрами позволяет определять составляющие площади, пораженные солнечной радиацией или фитопатогенами. В данном случае не исключается возможность получения информации о других физических величинах, таких как, влажность, интенсивность транспирации и т.п. Снабжение устройства механизмом защиты фотоприемника от внешней засветки позволяет применять высокочувствительные фотоприемники, которые обеспечивают высокие достоверность и стабильность.измерений в процессе длительной работы устройства. Отсутствие специальной оптической системы снижает эксплуатационные затраты при работе с устройством и дополнительную погрешность измерения при наличии во внешней среде механических включений. Выполнение предметного столика подпружиненным относительно корпуса позволяет проводить измерения, не деформируя лист растения и не создает условий для увеличения погрешности измерений за счет искусственного изменения площади листа, При этом также расширяются функциональные возможности устройства, к. появляется возможность достаточно точно измерять площади листьев с различной толщиной.

Формула изобретения

1.Устройство для измерения плеща дь листьев растений, содержащее корпус с крышкой, установленные последовательно в корпусе под крышкой, матричный источник света, оптически прозрачный столик и фотоприемник, крышка установлена с возможностью перемещения относительно корпуса, о т л и ч а кГщ е е с я тем, что, с целью повышения информативности и надежности, оно снабжено механизмом защиты фотоприемника от светового потока в процессе установки листа растения, связанным с крышкой корпуса, кассетой с набором плоских оптических фильтров, укрепленной между источником све та и столиком, фотоприемник выпблнёт в виде фотоэлектронного умножителя, предметный столик подпружинен относительно корпуса.

2.Устройство поп, 1,отличающее- с я тем, что механизм защиты выполнен в виде упора, пружины, рычага со шторкой, жестко закрепленного на крышке и кинематически связанного с коромыслом шторки, установленным с возможностью поворота вокруг оси, расположенной под углом к плоскости окна фотоприемника,-упор и один конец пружины жестко акреплены в корпусе, а другой конёц пружины соединен с подвижным коромыслом шторки, плечи которого имеют разную длину.

. .

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к устройствам для проведения фотометрических исследований в сельском хозяйстве. Цель изобретения - повышение информативности и надежности. Устройство содержит корпус 1 с откидной крышкой 3, в которой 1 размещены матричный источник 6 света с кассетой 5 съемных оптических фильтров, фотоприемник, выполненный в виде фотоэлектронного умножителя с специальным механизмом защиты его от внешнего светового потока, и подпружиненный относительно корпуса оптически прозрачный столик. Принцип действия-устройства основан на дискретном сканировании оптическим лучом листа растения через фильтры, подсчете световых импульсов, не перекрытых листом, с помощью фотоэлектрического умножителя и перерасчете площади по па раметрам матричного источника света и полученной информации. Снабжение устройства механизмом защиты и кассетой со съемными оптическими фильтрами позволяет определять составляющие част площади листа-, пораженные внешними факторами (солнечной радиацией, фитопа- тогенами и т, п.), параметр жилкообразова- ния листа с высокой достоверностью и повторяемостью результатов измерений, что расширяет функциональные возможности устройства в целом. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. k 01 со ю VJ 1ЧЭ Put Г

шГ

,

Фиг. 2