Устройство для измерения площади листьев растений

 

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, фитопатогенами и т, п.), параметр жилкообразования 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. Ж„„1753272 А1 (si)s 6 01 В 21/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4795474/28 размещены матричный источник 6 света с (22) 26;02,90 кассетой 5 съемных оптических фильтров, (46) 07.08.92. Бюл. М 29 . фотоприемник, выполненный в виде фого(71) Научно-исследовательский конструк- электронного умножителя с специальным торско-технологический институт физико- механизмом защиты его от внешнего светотехнических проблем СО ВАСХНИЛ . вого потока, и подпружиненный относи(72)А.Ф.Алейников,В.А,ЗолотаревиА.К.че- тельно корпуса оптически прозрачный редниченко столик. Принцип действия устройства осно(56) Прибор ИП-1.для измерения площади ван на дискретном сканировании оптичелистьев растений. Информациойный лйсток ским лучом листа растения через фильтры, М 25-27. Новосибирск; МТЦНИИП, 1974, с, подсчете световых импульсов, не перекры4. тых листом, с помощью фотоэлектрического

Приборное оснащение и автоматизация умножителя и перерасчете площади по панаучных исследований в биологии,. АН . раметрам матричного источника света и

МССР, Кишинев, t984, с.25 — 29.. полученной информации. Снабжение устройства механизмом защиты и кассетой со (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛО- съемными оптическйми фильтрами позволяЩАДИ ЛИСТЬЕВ РАСТЕНИЙ ет определять составляющие части. площа(57) Изобретение относится к области изме- ди листа; пораженные внешними рительной техники, в частности к устройст- факторами (солнечной радиацией, фитопавам для проведения фотометрических тогенами и т, и.), параметр жилкообразоваисследований в сельском хозяйстве. Цель ния листа с высокой достоверностью и изобретения — повышение информативно- lIOBTopsIGMOGTbR) результатов измерений, сти и надежности. Устройство содержит что расширяет функциональные возможнокорпус 1 с откидной крышкой 3, в которой сти устройства в целом. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Ф г (Г ) г г

t б : б:

1753272

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;

Измерительйая схема устройства содержит (фиг, 2) матричный источник 6 света, фотоприемник t3 в виде фотоэлектронного умножителя, блок 18 раэверток, 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 3 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 реэьбовой втулки, в которой установлены шарик, пружина и регулировочный винт.

Фиксатор 14 также жестко закреплен в корпусе 1,, и с помощью его регулировочного винта и пружины осуществляется необходимое усилие прижима шарика фиксатора, к 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.

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 коромысла 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

1 имеет специальные кронштейны, на которых установлен. оптический прозрачный предметный столик 15, изготовленными, например, в виде прямоугольной стеклянной пластины с двумя оправками; имеющими по 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 специальная светозащитная прокладка (не показано).

Блок 19 управления и индикации соединен с входами блока 18 раэверток, выходы которого подключены к входам матричного 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 и фотоприемника 13, Принцип действия устройства основан на дискретном сканировании оптическим лучом листа растения с помощью матрично- . го источника светового потока 6 (фиг. 2), подсчете световых импульсов, неперекрытых листом растения, с помощью фотоприемника 13 и перерасчета площади по параметрам матричного источника светового потока и полученной информации.

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

1753272 фиксатором 14., так как его шарик прижимается пружиной к одному иэ 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 оптиче-. ский 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 пад действием рычага 7 крышки 3 шторка 8 пбднимается под углом, преодолевая усилия пружины 9 и открывая окно фотоприемника 13, Это позволяет избежать трения пластины шторки 8 о плоскость окна фотоприемника 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 измерения 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. Расстояйие между источником 6 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 "0" ° Так как количество единичных источников света

6 ИМГ-1 известно и известно количество импульсов с выхода фотоприемника 13, Нетрудно подсчитать площадь листа растения или его составляющую часть. При этом надежность и информативность устройства повышаются. Наличие кассеты с оптическими фильтрами позволяет определять со50 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

55 вокруг оси, расположенной под углом к пло5

45 ставляющие 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 погрешйость измерения при наличии во внешней среде механических включений. Вйполнение 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, т. к. появляется возможность достаточно точно измерять площади листьев с различной толщиной.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения площади листьев растений, содержащее корпус с крышкой, установленйые 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 ю щ 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 света и столиком, фотоприемник выпол не:н в" ви де фо т"оэлектронного умножителя; предметный столик подпружинен относительно корпуса.

2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ескости окна фотоприемника,.упор и один конец пружины жестко закреплены в корпусе, а другой койец пружины соединен с подвижным коромыслом шторки; плечи которого имеют разную длину.

1753272

Составитель А. Алейников

Техред М.Моргентал . Корректор T. Вашкович

Редактор О. Головач

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 2759 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5