專利名稱：一種溫室植物葉氣飽和水汽壓差測量裝置及測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)環(huán)境測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種溫室植物葉氣飽和水汽壓差測量裝置及測量方法。
背景技術(shù)：
溫室環(huán)境調(diào)控的主要目的是為作物的生長發(fā)育創(chuàng)造良好的光、溫、水、氣、肥條件，在需要時期內(nèi)收獲高品質(zhì)的、高產(chǎn)量的作物。其中，根據(jù)植物冠層葉片附近或溫室環(huán)境溫濕度獲取的葉氣飽和水汽壓差(vapor pressure deficit,簡寫:vpd)是影響植物氣孔運動和反映當(dāng)前或累積作物蒸騰水勢重要參數(shù)，相比傳統(tǒng)濕度參數(shù)控制在濕度調(diào)節(jié)、病害預(yù)防、灌溉管理等方面具有很大的意義。如何在溫室環(huán)境中準(zhǔn)確獲取葉氣飽和水汽壓差成為溫室環(huán)境調(diào)控的關(guān)鍵。從實現(xiàn)方式來講需要準(zhǔn)確測量植物葉片表面溫度與植物冠層空氣溫濕度才能準(zhǔn)確獲取葉氣飽和水汽壓差，目前溫室環(huán)境調(diào)控中很少將葉氣飽和水汽壓差作為其調(diào)控指標(biāo)并且葉氣飽和水汽壓差參數(shù)測量缺少針對性的設(shè)備，目前溫室環(huán)境的調(diào)控是直接依賴空氣溫濕度的測量，分段設(shè)立調(diào)控指標(biāo)進(jìn)行環(huán)境控制。申請?zhí)枮?01110363670.6的中國發(fā)明專利申請“基于多傳感信息的溫室作物生長和環(huán)境信息檢測方法”通過測量植物冠層溫度，結(jié)合溫室環(huán)境的溫度、濕度信息，獲取飽和水汽壓差，用于水分脅迫指數(shù)模型的建立，但是該方法一方面由于不是通過準(zhǔn)確測量葉片的溫度和獲取冠層葉片附近的空氣濕度來得到葉氣飽和水汽壓，因而根據(jù)其得到的飽和水汽壓差用于溫室環(huán)境調(diào)控準(zhǔn)確度低，只能粗略反映當(dāng)前溫室中的飽和水汽壓差，另一方面該方法也沒有提供能夠測量葉氣飽和水汽壓的裝置。目前，對于葉片溫度的測量，一種方式是通過建立葉室或者氣室在測量光合蒸騰等參數(shù)時附帶監(jiān)測葉片溫度，如專利號為ZL200520111943.8的中國專利申請“光合測定儀”以及授權(quán)公告號為CN2563574Y的中國專利“葉片溫差儀”。但是，一方面這種方式對葉片溫度的測量目的并不是為了獲取葉氣飽和水汽壓差，另一方面這種方式通過建立葉室監(jiān)測葉片溫度，葉片不與外界接觸，人為的方式改變氣體流速，如果長期監(jiān)測是不能夠真實反映溫室葉片溫度，根據(jù)此種方式測得的葉片溫度用于計算葉氣飽和水汽壓差會導(dǎo)致葉氣飽和水汽壓差計算不正確。另一種方式是通過數(shù)字溫度芯片、熱電阻與葉片表面接觸以獲取葉片表面溫度值，如授權(quán)公告號為CN2596339Y的中國專利“植物葉面溫度傳感變送器”以及授權(quán)公告號為CN201688925U的中國專利“一種植物葉片溫度測量儀”。但是這種接觸式的葉片測量方式往往只測量葉片上表面溫度，而葉片底部環(huán)境測量亦為重要參數(shù)，所以這種方式不能反映葉片整體溫度，若根據(jù)此種方式測得的葉片溫度去計算葉氣飽和水汽壓差，則得到的葉氣飽和水汽壓差值也是不準(zhǔn)確的，同時，這種方式采用的測量系統(tǒng)是獨立的，測量葉片溫度的目的并非是為了得到葉氣飽和水汽壓差。因此，針對

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中葉氣飽和水汽壓差獲取缺乏針對性的設(shè)備以及現(xiàn)有的植物葉片溫度的測量不準(zhǔn)確的技術(shù)問題。(二)技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種溫室植物葉氣飽和水汽壓差測量裝置，其包括通過吸合部件或者夾持部件上下設(shè)置的葉片上表面測量單元和葉片下表面測量單元，所述葉片上表面測量單元包括第一腔體和設(shè)置在所述第一腔體中依次連接的空氣溫濕度傳感器、第一微處理器和接觸式溫度傳感器，所述第一腔體的底面與所述接觸式溫度傳感器相對的位置設(shè)置有開口，所述第一腔體的頂部與所述空氣溫濕度傳感器相對的位置設(shè)置有透氣口，所述葉片下表面測量單元包括第二腔體和設(shè)置在所述第二腔體中的第二溫度傳感器，所述第二溫度傳感器與所述第一微處理器連接，所述第二腔體的頂部與所述第二溫度傳感器相對的位置設(shè)置有開口。其中，還包括設(shè)置在所述第一腔體中的第一信號傳輸組件和設(shè)置在所述第二腔體中的第二信號傳輸組件，所述第一信號傳輸組件包括相連接的第一射頻芯片和第一天線，所述第二信號傳輸組件包括相連接的第二射頻芯片和第二天線，所述第一天線和所述第二天線無線連接，所述第一射頻芯片與所述第一微處理器連接，所述第二射頻芯片與所述第二溫度傳感器連接。其中，第二射頻芯片通過第二微處理器與所述第二溫度傳感器連接。其中，還包括第一能量轉(zhuǎn)換組件，所述第一能量轉(zhuǎn)換組件包括相連接的第一電磁能與熱能獲取轉(zhuǎn)換電路和第一升壓電路，所述第一電磁能與熱能獲取轉(zhuǎn)換電路與所述第一天線連接，所述第一升壓電路分別與所述空氣溫濕度傳感器、所述第一微處理器和所述第一射頻芯片連接。`其中，還包括第二能量轉(zhuǎn)換組件，所述第二能量轉(zhuǎn)換組件包括相連接的第二電磁能與熱能獲取轉(zhuǎn)換電路和第二升壓電路，所述第二電磁能與熱能獲取轉(zhuǎn)換電路與所述第二天線連接，所述第二升壓電路分別與所述第二溫度傳感器、所述第二微處理器和所述第二射頻芯片連接。其中，還包括太陽能電池板，所述太陽能電池板與所述第一升壓電路連接。其中，所述第一微處理器連接有報警部件，所述報警部件設(shè)置在第一腔體的頂部。其中，還包括射頻讀寫器，所述射頻讀寫器分別與所述第一天線和所述第二天線連接。其中，所述吸合部件包括設(shè)置在所述第一腔體中的第一吸合片和設(shè)置在所述第二腔體中與所述第一吸合片吸合的第二吸合片。本發(fā)明還提供了一種利用上述的葉氣飽和水汽壓差測量裝置進(jìn)行葉氣飽和水汽壓差測量方法，包括以下步驟:S1.將所述葉片上表面測量單元和所述葉片下表面測量單元通過吸合部件或者夾持部件分別夾持在葉片的上下表面；S2.為所述葉片上表面測量單元和所述葉片下表面測量單元提供電能使其處于工作狀態(tài)，通過第二溫度傳感器、接觸式溫度傳感器和空氣溫濕度傳感器分別獲取葉片下表面的溫度、葉片上表面的溫度和葉片附近空氣溫濕度，并將葉片下表面的溫度、葉片上表面的溫度和葉片附近空氣溫濕度測量值傳送給第一微處理器；S3.通過第一微處理器計算得出葉片上表面葉氣溫差和葉片下表面葉氣溫差，若兩者之差的絕對值大于等于rc，則將葉片上表面的溫度值作為葉片溫度值；若兩者之差的絕對值小于rc，則將葉片上表面的溫度值和葉片下表面的溫度值的平均值作為葉片溫度值；S4.根據(jù)空氣溫濕度和葉片溫度，通過第一微處理器得出葉氣飽和水汽壓差。其中，所述步驟S2中葉片下表面的溫度測量值通過依次連接的第二射頻芯片、第二天線、第一天線和第一射頻芯片傳送至第一微處理器。其中，在所述步驟S2中，通過太陽能發(fā)電或/和溫差發(fā)電為空氣溫濕度傳感器、第一微處理器和第一射頻芯片提供電能；通過溫差發(fā)電為第二溫度溫度傳感器和第二射頻芯片提供電能。其中，還包括步驟S5:通過射頻讀寫器讀取第一微處理器獲取的葉氣飽和水汽壓差。(三)有益效果本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點:本發(fā)明提供的溫室植物葉氣飽和水汽壓差測量裝置通過設(shè)置葉片上表面測量單元和葉片下表面測量單元，通過葉片上表面測量單元的接觸式溫度傳感器和葉片下表面測量單元的第二溫度傳感器分別測量葉片上表面的溫度和葉片下表面的 溫度，能夠綜合反映葉片溫度，準(zhǔn)確度高，同時通過空氣溫濕度傳感器準(zhǔn)確測量葉片附近的空氣溫濕度，根據(jù)所測得的葉片上表面的溫度值、葉片下表面的溫度值和葉片附近的空氣溫濕度值通過第一微處理器的計算準(zhǔn)確獲得了葉氣飽和水汽壓差，測量精度高，為溫室環(huán)境調(diào)控、病害預(yù)防和水分脅迫提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。


圖1是本發(fā)明實施例葉氣飽和水汽壓差測量裝置連接關(guān)系示意圖；圖2是本發(fā)明實施例葉片上表面測量單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實施例第一腔體的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實施例第一腔體上蓋結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實施例葉片下表面測量單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1:葉片上表面測量單元；2:葉片下表面測量單元；3:接觸式溫度傳感器；4:第一射頻芯片；5:第一電路板；6:第一天線；7:第一吸合片；8:空氣溫濕度傳感器；9:第一微處理器；10:第一腔體；11:透氣口 ；12:太陽能電池板；13:報警部件；14:第二溫度傳感器；15:第二射頻芯片；16:第二電路板；17:第二天線；18:第二吸合片；19:第二微處理器。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明提供的溫室植物葉氣飽和水汽壓差測量裝置包括通過吸合部件或者夾持部件上下設(shè)置的葉片上表面測量單元I和葉片下表面測量單元2，所述葉片上表面測量單元I包括第一腔體10和設(shè)置在所述第一腔體10中依次連接的空氣溫濕度傳感器8、第一微處理器9和接觸式溫度傳感器3，所述第一腔體10的底面與所述接觸式溫度傳感器相對的位置設(shè)置有開口，所述第一腔體10的頂部與所述空氣溫濕度傳感器8相對的位置設(shè)置有透氣口 11，所述葉片下表面測量單元2包括第二腔體和設(shè)置在所述第二腔體中的第二溫度傳感器14，所述第二溫度傳感器14與所述第一微處理器9連接，所述第二腔體的頂部與所述第二溫度傳感器14相對的位置設(shè)置有開口。具體來講，第一腔體10和第二腔體的結(jié)構(gòu)優(yōu)選圓環(huán)狀腔體結(jié)構(gòu)，在圓環(huán)狀腔體的內(nèi)側(cè)具有與其連通的矩形腔體結(jié)構(gòu)，第一腔體10頂部具有第一腔體10上蓋，第一腔體10的矩形腔體結(jié)構(gòu)用于放置空氣溫濕度傳感器8、第一微處理器9、接觸式溫度傳感器3，第二腔體的矩形腔體結(jié)構(gòu)用于放置第二溫度傳感器14，當(dāng)然，第一腔體10和第二腔體的結(jié)構(gòu)也可以為圓片形、方片形或者其他形狀的腔體結(jié)構(gòu)；第二溫度傳感器14優(yōu)選為紅外熱電堆傳感器，也可以選用接觸式溫度傳感器3或者其他類型的傳感器，選用紅外熱電堆傳感器時，由于其測量的是葉片下表面的溫度，受自然光的影響小，測量更準(zhǔn)確；第二溫度傳感器14與第一微處理器9連接可以采用數(shù)據(jù)線等有線方式連接，也可以采用無線方式連接；所述空氣溫濕度傳感器8優(yōu)選微型溫濕度傳感器SHT25，所述第一微處理器9優(yōu)選為微處理器MSP30G2210，第二溫度傳感器14優(yōu)選為紅外熱電堆傳感器TMP006 ;空氣溫濕度傳感器8、第一微處理器9、第一射頻芯片4和接觸式溫度傳感器3可以設(shè)置在第一腔體10中的第一電路板5上,其中空氣溫濕度傳感器8和第一微處理器9設(shè)置在第一電路板5的上面,第一射頻芯片4和接觸式溫度傳感器3可以設(shè)置在第一電路板5的下面，第二溫度傳感器14可以設(shè)置在第二腔體中的第二電路板16上。這樣，空氣溫濕度傳感器8測得的葉片冠層附近的空氣溫度值和濕度值H&可傳遞至第一微處理器9，接觸式溫度傳感器3測得的葉片上表面溫度可以傳遞至第一微處理器9，第二溫度傳感器14測得的葉片下表面溫度可以傳遞至第一微處理器9，然后第一微處理器9根據(jù)接收到的測量值即可計算得到植物的葉氣飽和水汽壓值，具體來講，首先計算出葉片上表面葉氣溫差Λ Tu·p，葉片下表面葉氣溫差Λ Td_，如果I ATup-ATd_|彡1°C，則葉片溫度值T選擇上表面溫度值，如果I ATup-ATd_| < 1°C，則葉片溫度值T取葉片上表面溫度和葉片下表面溫度的平均值，然后按照如下公式計算出葉氣飽和水汽壓值:VPD — (I — H 卜丄G44()397!i!io4/r—1 129465—2-702*i0 2r—(―i 289*10 5F2 H-2478:ηο 9)r3—6-5461ηΓ) / 0 0145式中，Hair為空氣濕度，T為葉片溫度。這樣，本發(fā)明的測量裝置能夠綜合反映葉片上下表層環(huán)境，計算出的葉氣飽和水汽壓差值具有較高的準(zhǔn)確性，直接反映植物葉片附近的環(huán)境情況。如圖1、圖2和圖5所示，進(jìn)一步地，當(dāng)?shù)诙囟葌鞲衅?4與第一微處理器9采用無線方式連接時，葉氣飽和水汽壓差測量裝置包括設(shè)置在所述第一腔體10中的第一信號傳輸組件和設(shè)置在所述第二腔體中的第二信號傳輸組件，所述第一信號傳輸組件包括相連接的第一射頻芯片4和第一天線6，所述第二信號傳輸組件包括相連接的第二射頻芯片15和第二天線17,所述第一天線6和所述第二天線17無線連接,所述第一射頻芯片4與所述第一微處理器9連接，所述第二射頻芯片15與所述第二溫度傳感器14連接。所述第一射頻芯片4和第二射頻芯片15優(yōu)選為RFID芯片SL900A，第一天線6和第二天線17優(yōu)選為繞線式天線。第一射頻芯片4和第二射頻芯片15可以分別設(shè)置在第一電路板5上和第二電路板16上，第一天線6和第二天線17可以分別設(shè)置在第一腔體10和第二腔體的圓環(huán)狀腔體中。這樣，通過第一天線6和所述第二天線17無線連接，實現(xiàn)了信息的無線傳遞，相對于有線連接，使得測量裝置裝配簡單，測量不受位置限制，便于測量和適于多種葉片測量。進(jìn)一步地，第二射頻芯片15通過第二微處理器19與所述第二溫度傳感器14連接，這樣便于紅外熱電堆傳感器與所述第二射頻芯片15連接，第二微處理器19優(yōu)選為微處理器MSP30G2210，可以設(shè)置在第二電路板16上，當(dāng)然，第二微處理器19也可以具有與第一微處理器9同樣的功能用于計算葉氣飽和水汽壓差值。如圖1所示，進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的溫室植物葉氣飽和水汽壓差測量裝置還包括第一能量轉(zhuǎn)換組件，所述第一能量轉(zhuǎn)換組件包括相連接的第一電磁能與熱能獲取轉(zhuǎn)換電路和第一升壓電路，可以設(shè)置在第一電路板5上，所述第一電磁能與熱能獲取轉(zhuǎn)換電路與所述第一天線6連接，所述第一升壓電路分別與所述空氣溫濕度傳感器8、所述第一微處理器9和所述第一射頻芯片4連接。這樣，第一電磁能與熱能獲取轉(zhuǎn)換電路通過第一天線6可以感知葉片與空氣的溫度差，然后通過第一電磁能與熱能獲取轉(zhuǎn)換電路與第一升壓電路連接，可以實現(xiàn)溫差發(fā)電，為空氣溫濕度傳感器8、第一微處理器9和第一射頻芯片4提供電倉泛。同樣，本發(fā)明提供的溫室植物葉氣飽和水汽壓差測量裝置還包括第二能量轉(zhuǎn)換組件，所述第二能量轉(zhuǎn)換組件包括相連接的第二電磁能與熱能獲取轉(zhuǎn)換電路和第二升壓電路，可以設(shè)置在第二電路板16上，所述第二電磁能與熱能獲取轉(zhuǎn)換電路與所述第二天線17連接，所述第二升壓電路分別與所述第二溫度傳感器14、所述第二微處理器19和所述第二射頻芯片15連接。這樣,第二電磁能與熱能獲取轉(zhuǎn)換電路通過第二天線17可以感知葉片與空氣的溫度差，然后通過第二電磁能與熱能獲取轉(zhuǎn)換電路與第二升壓電路連接，可以實現(xiàn)溫差發(fā)電，為第二溫度傳感器14、第二微處理器19和第二射頻芯片15提供電能。這樣就不需要外接電源或者內(nèi)置電源，實現(xiàn)測量裝置的能源自給。

如圖1和圖4所示，進(jìn)一步地，葉氣飽和水汽壓差測量裝置還包括太陽能電池板12，所述太陽能電池板12與所述第一升壓電路連接，太陽能電池板12設(shè)置在第一腔體10頂部上。所述太陽能電池板12選用非晶硅太陽能電池板12，這樣，通過太陽能電池板12，可以實現(xiàn)太陽能發(fā)電，為葉片上表面測量單元I提供足夠的的電能保障，結(jié)合第一能量轉(zhuǎn)換組件和第二能量轉(zhuǎn)換組件，使得測量裝置能源實現(xiàn)現(xiàn)場多種模式獲取，為測量帶來了極大的便利。如圖1和圖4所示，進(jìn)一步地，所述第一微處理器9連接有報警部件13，所述報警部件13設(shè)置在第一腔體10的頂部，所述報警部件13包括導(dǎo)光環(huán)和設(shè)置其中的不同顏色的LED燈，LED燈與第一微處理器9連接，導(dǎo)光環(huán)設(shè)置在第一腔體10頂部。葉氣飽和水汽壓差值具有上下限，超限時，發(fā)出警報，從而可以方便溫室調(diào)控，具體來講，超過上限時，則打開紅色報警LED燈，超過下限時，則打開黃色報警LED燈，進(jìn)而對葉氣飽和水汽壓差進(jìn)行調(diào)節(jié)。如圖1所示，進(jìn)一步地，葉氣飽和水汽壓差測量裝置還包括射頻讀寫器，所述射頻讀寫器分別與所述第一天線6和所述第二天線17連接。射頻讀寫器為固定式或者移動式RFID讀寫設(shè)備，通過射頻讀寫器可以給本發(fā)明測量裝置發(fā)送指令并可以讀取測量裝置測得的數(shù)據(jù)信息，另外通過射頻讀寫器，也可以為測量裝置提供穩(wěn)定的電磁能源，提高了測量裝置使用的便利性。如圖2和圖5所示，更進(jìn)一步地，吸合部件包括設(shè)置在所述第一腔體10中的第一吸合片7和設(shè)置在所述第二腔體中與所述第一吸合片7吸合的第二吸合片18。第一吸合片7和第二吸合片18可以均為磁鐵片，也可以一個是磁鐵片，另一個是鐵片或者鋼片。第一吸合片7的數(shù)目優(yōu)選為四個，均布在第一腔體10的底部，第二吸合片18位于第二腔體中與第一吸合片7的位置相對應(yīng)。通過設(shè)置吸合部件，避免傳統(tǒng)夾式安裝的弊端，大幅減少測量裝置體積與重量，不影響植物日常生理活動，方便安裝。另外，本發(fā)明提供的利用上述葉氣飽和水汽壓差測量裝置進(jìn)行葉氣飽和水汽壓差測量方法，其包括以下步驟:S1.將所述葉片上表面測量單元I和所述葉片下表面測量單元2通過吸合部件或者夾持部件分別夾持在葉片的上下表面；S2.為所述葉片上表面測量單元I和所述葉片下表面測量單元2提供電能使其處于工作狀態(tài)，通過第二溫度傳感器14、接觸式溫度傳感器3和空氣溫濕度傳感器8分別獲取葉片下表面的溫度、葉片上表面的溫度和葉片附近空氣溫濕度，并將葉片下表面的溫度、葉片上表面的溫度和葉片附近空氣溫濕度測量值傳送給第一微處理器9 ；S3.通過第一微處理器9計算得出葉片上表面葉氣溫差和葉片下表面葉氣溫差，若兩者之差的絕對值大于等于rc，則將葉片上表面的溫度值作為葉片溫度值；若兩者之差的絕對值小于1°C，則將葉片上 表面的溫度值和葉片下表面的溫度值的平均值作為葉片溫度值；S4.根據(jù)空氣溫濕度和葉片溫度，通過第一微處理器9得出葉氣飽和水汽壓差。進(jìn)一步地，所述步驟S2中葉片下表面的溫度測量值通過依次連接的第二射頻芯片15、第二天線17、第一天線6和第一射頻芯片4傳送至第一微處理器9，在所述步驟S2中，可以通過太陽能發(fā)電或者溫差發(fā)電為空氣溫濕度傳感器8、第一微處理器9和第一射頻芯片4提供電能，當(dāng)然也可以同時采用太陽能發(fā)電或者溫差發(fā)電為空氣溫濕度傳感器8、第一微處理器9和第一射頻芯片4提供電能；也可以通過溫差發(fā)電為第二溫度傳感器14和第二射頻芯片15提供電能。進(jìn)一步地，還包括步驟S5:通過射頻讀寫器讀取第一微處理器9獲取的葉氣飽和水汽壓差通過射頻讀寫器讀取第一微處理器9獲取的葉氣飽和水汽壓差。綜上所述，本發(fā)明提供的溫室植物葉氣飽和水汽壓差測量裝置及測量方法，通過葉片上表面測量單元I的接觸式溫度傳感器3和葉片下表面測量單元2的第二溫度傳感器14測量葉片上下表面的溫度，綜合反映葉片溫度，準(zhǔn)確度高，同時通過空氣溫濕度傳感器8準(zhǔn)確測量葉片附近的空氣溫濕度，通過第一微處理器9的計算準(zhǔn)確獲得了葉氣飽和水汽壓差，測量精度高；通過第一信號傳輸組件和第二信號傳輸組件實現(xiàn)了葉片上表面測量單元I和葉片下表面測量單元2之間信息的無線傳遞，從而使得測量裝置裝配簡單，測量不受位置限制，便于測量和適于多種葉片測量；通過第一能量轉(zhuǎn)換組件、第二能量轉(zhuǎn)換組件和太陽能電池板12，實現(xiàn)測量裝置的能源自給和能源的現(xiàn)場多種模式獲取，為測量帶來了極大的便利；通過射頻讀寫器與所述第一天線6和所述第二天線17連接，可以給測量裝置發(fā)送指令并可以讀取測量裝置測得的數(shù)據(jù)信息和為測量裝置提供穩(wěn)定的電磁能源，提高了測量裝置使用的便利性。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的 保護范 圍。
權(quán)利要求
1.一種溫室植物葉氣飽和水汽壓差測量裝置，其特征在于:其包括通過吸合部件或者夾持部件上下設(shè)置的葉片上表面測量單元(I)和葉片下表面測量單元(2)，所述葉片上表面測量單元(I)包括第一腔體(10)和設(shè)置在所述第一腔體(10)中依次連接的空氣溫濕度傳感器(8)、第一微處理器(9)和接觸式溫度傳感器(3)，所述第一腔體(10)的底面與所述接觸式溫度傳感器(3)相對的位置設(shè)置有開口，所述第一腔體(10)的頂部與所述空氣溫濕度傳感器(8)相對的位置設(shè)置有透氣口(11)，所述葉片下表面測量單元(2)包括第二腔體和設(shè)置在所述第二腔體中的第二溫度傳感器(14)，所述第二溫度傳感器(14)與所述第一微處理器(9)連接，所述第二腔體的頂部與所述第二溫度傳感器(14)相對的位置設(shè)置有開□。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水汽壓差測量裝置，其特征在于:還包括設(shè)置在所述第一腔體(10)中的第一信號傳輸組件和設(shè)置在所述第二腔體中的第二信號傳輸組件，所述第一信號傳輸組件包括相連接的第一射頻芯片(4)和第一天線(6)，所述第二信號傳輸組件包括相連接的第二射頻芯片(15)和第二天線(17)，所述第一天線(6)和所述第二天線(17)無線連接，所述第一射頻芯片(4)與所述第一微處理器(9)連接，所述第二射頻芯片(15)與所述第二溫度傳感器(14)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水汽壓差測量裝置，其特征在于:所述第二射頻芯片(15)通過第二微處理器(19)與所述第二溫度傳感器(14)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水汽壓差測量裝置，其特征在于:還包括第一能量轉(zhuǎn)換組件，所述第一能量轉(zhuǎn)換組件包括相連接的第一電磁能與熱能獲取轉(zhuǎn)換電路和第一升壓電路，所述第一電磁能與熱能獲取轉(zhuǎn)換電路與所述第一天線(6)連接，所述第一升壓電路分別與所述空氣溫濕度傳感器(8)、所述第一微處理器(9)和所述第一射頻芯片(4)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水汽壓差測量裝置，其特征在于:還包括第二能量轉(zhuǎn)換組件，所述第二能量轉(zhuǎn)換組件包括相連接的第二電磁能與熱能獲取轉(zhuǎn)換電路和第二升壓電路，所述第二電磁能與熱能獲取轉(zhuǎn)換電路與所述第二天線(17 )連接，所述第二升壓電路分別與所述第二溫度傳感器(14)、所述第二微處理器(19)和所述第二射頻芯片(15)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水汽壓差測量裝置，其特征在于:還包括太陽能電池板(12)，所述太陽能電池板(12)與所述第一升壓電路連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水汽壓差測量裝置，其特征在于:所述第一微處理器(9)連接有報警部件(13 )，所述報警部件(13 )設(shè)置在第一腔體(10 )的頂部。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水汽壓差測量裝置，其特征在于:還包括射頻讀寫器，所述射頻讀寫器分別與所述第一天線(6 )和所述第二天線(17 )連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水汽壓差測量裝置，其特征在于:所述吸合部件包括設(shè)置在所述第一腔體(10)中的第一吸合片(7)和設(shè)置在所述第二腔體中與所述第一吸合片(7)吸合的第二吸合片(18)。
10.一種利用權(quán)利要求1-9任一項所述的葉氣飽和水汽壓差測量裝置進(jìn)行葉氣飽和水汽壓差測量的方法，其特征在于:包括以下步驟: S1.將所述葉片上表面測量單元(I)和所述葉片下表面測量單元(2)通過吸合部件或者夾持部件分別夾持在葉片的上下表面； S2.為所述葉片上 表面測量單元(I)和所述葉片下表面測量單元(2)提供電能使其處于工作狀態(tài)，通過第二溫度傳感器、接觸式溫度傳感器(3)和空氣溫濕度傳感器(8)分別獲取葉片下表面的溫度、葉片上表面的溫度和葉片附近空氣溫濕度，并將葉片下表面的溫度、葉片上表面的溫度和葉片附近空氣溫濕度測量值傳送給第一微處理器(9)；` 53.通過第一微處理器(9)計算得出葉片上表面葉氣溫差和葉片下表面葉氣溫差，若兩者之差的絕對值大于等于TC，則將葉片上表面的溫度值作為葉片溫度值；若兩者之差的絕對值小于1°C，則將葉片上表面的溫度值和葉片下表面的溫度值的平均值作為葉片溫度值；` 54.根據(jù)空氣溫濕度和葉片溫度，通過第一微處理器(9)得出葉氣飽和水汽壓差。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的葉氣飽和水汽壓差測量方法，其特征在于:所述步驟S2中葉片下表面的溫度測量值通過依次連接的第二射頻芯片(15)、第二天線(17)、第一天線(6)和第一射頻芯片(4)傳送至第一微處理器(9)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的葉氣飽和水汽壓差測量方法，其特征在于:在所述步驟S2中，通過太陽能發(fā)電或/和溫差發(fā)電為空氣溫濕度傳感器(8)、第一微處理器(9)和第一射頻芯片(4)提供電能；通過溫差發(fā)電為第二溫度溫度傳感器和第二射頻芯片(15)提供電倉泛。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的葉氣飽和水汽壓差測量方法，其特征在于:還包括步驟S5:通過射頻讀寫器讀取第一微處理器(`9 )獲取的葉氣飽和水汽壓差。
全文摘要
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)環(huán)境測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種溫室植物葉氣飽和水汽壓差測量裝置及測量方法。該溫室植物葉氣飽和水汽壓差測量裝置包括通過吸合部件或者夾持部件上下設(shè)置的葉片上表面測量單元和葉片下表面測量單元，通過葉片上表面測量單元的接觸式溫度傳感器和葉片下表面測量單元的第二溫度傳感器測量葉片上下表面的溫度，綜合反映葉片溫度，準(zhǔn)確度高，同時通過空氣溫濕度傳感器準(zhǔn)確測量葉片附近的空氣溫濕度，通過第一微處理器的計算準(zhǔn)確獲得了葉氣飽和水汽壓差，測量精度高，為溫室環(huán)境調(diào)控、病害預(yù)防和水分脅迫提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。
文檔編號G01L13/00GK103234691SQ201310146520
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月24日
發(fā)明者趙春江, 張馨, 鄭文剛, 田宏武, 梁居寶, 單飛飛, 鮑鋒 申請人:北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心