本實(shí)用新型涉及葉綠素?zé)晒鈾z測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是設(shè)計(jì)一套具有多樣品分時(shí)多次自動(dòng)測(cè)量功能的葉綠素?zé)晒鉁y(cè)試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

葉綠素?zé)晒庑盘?hào)可以反映出植物光合作用機(jī)理及其受環(huán)境的影響，是一種研究植物光合作用與環(huán)境關(guān)系的無(wú)損檢測(cè)手段，葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)在光合作用、植物脅迫生理學(xué)、水生生物學(xué)、海洋學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。目前，葉綠素?zé)晒鈨x的價(jià)格比較貴，大多只有一個(gè)通道，由于很多葉綠素?zé)晒鉁y(cè)試需要對(duì)葉子進(jìn)行暗適應(yīng)，這使得每對(duì)一個(gè)樣品進(jìn)行人工測(cè)量時(shí)都需人工干預(yù)，造成了對(duì)多個(gè)樣品的測(cè)量變得非常困難，尤其是夜間的測(cè)試。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N具有多樣品分時(shí)多次自動(dòng)測(cè)量功能的葉綠素?zé)晒鉁y(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠自動(dòng)對(duì)多個(gè)樣品的葉綠素?zé)晒獍凑赵O(shè)定的重復(fù)次數(shù)和間隔時(shí)間自動(dòng)測(cè)量，克服了現(xiàn)有的葉綠素?zé)晒鈨x通道少，每次更換樣品都需人工干預(yù)的缺點(diǎn)，為研究植物生理學(xué)和環(huán)境因素等提供了更多的數(shù)據(jù)量，同時(shí)節(jié)省了大量的人力和時(shí)間，尤其是降低了夜間對(duì)多個(gè)樣品重復(fù)測(cè)量的困難。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種葉綠素?zé)晒鉁y(cè)試儀，包括控制部分、檢測(cè)部分及樣品臺(tái)；

所述控制部分包括顯示及控制終端(1)及與之相連的微處理器即MCU模塊(2)；所述檢測(cè)部分包括葉綠素?zé)晒鈾z測(cè)模塊(3)以及激發(fā)光產(chǎn)生模塊(4)；所述葉綠素?zé)晒鈾z測(cè)模塊(3)以及激發(fā)光產(chǎn)生模塊(4)分別與MCU模塊(2)相連；

所述樣品臺(tái)包括支座(5)及步進(jìn)電機(jī)(6)，所述步進(jìn)電機(jī)(6)與MCU模塊(2)相連；所述步進(jìn)電機(jī)(6)的轉(zhuǎn)子連接樣品盤(pán)(7)；

所述樣品盤(pán)(7)的圓周為一圈中空的環(huán)形腔，所述環(huán)形腔的外壁可以打開(kāi)；所述環(huán)形腔內(nèi)設(shè)置垂直于外壁的隔板(S4)將環(huán)形腔隔離成分段的環(huán)形樣品放置腔(S3)；

每一段隔離的環(huán)形樣品放置腔(S3)的側(cè)面均安裝有光纖(S2)，所述光纖(S2)在步進(jìn)電機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)給定的角度，與光纖(S1)對(duì)齊，達(dá)到與葉綠素?zé)晒鈾z測(cè)模塊(3)及激發(fā)光產(chǎn)生模塊(4)連接的目的，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)多次旋轉(zhuǎn)，環(huán)形腔上的多個(gè)光纖(S2)分別與光纖(S1)對(duì)齊。

優(yōu)選的，顯示及控制終端(1)為觸屏式顯示終端，其上設(shè)置有USB接口。

優(yōu)選的，所述環(huán)形樣品放置腔(S3)底部可以選擇性設(shè)置曲管通氣孔，達(dá)到通氣阻光的目的。

優(yōu)選的，所述環(huán)形樣品放置腔(S3)內(nèi)還可以選擇性設(shè)置LED燈。

本實(shí)用新型有益的技術(shù)效果在于：

該熒光儀系統(tǒng)既能完成傳統(tǒng)的葉綠素?zé)晒鈨x的OJIP和PAM脈沖葉綠素?zé)晒鈫瓮ǖ罍y(cè)量功能，還具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、能夠?qū)Χ鄠€(gè)樣品自動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，在兩個(gè)測(cè)試樣品之間切換時(shí)，無(wú)需人工干預(yù)，而是采用MCU模塊控制步進(jìn)電機(jī)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)換樣。節(jié)約了大量的勞動(dòng)力，尤其是解決夜間測(cè)試?yán)щy的問(wèn)題。

2、測(cè)試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)自動(dòng)命名，方便管理。

3、對(duì)多個(gè)樣品分時(shí)測(cè)試，節(jié)約了儀器的制造成本，同時(shí)便于一次能夠測(cè)試的樣品數(shù)量的擴(kuò)充。

4、被測(cè)樣品在MCU的協(xié)調(diào)下能夠自動(dòng)移位，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)樣品自動(dòng)化測(cè)量。

5、每次測(cè)量結(jié)束后，會(huì)自動(dòng)按照項(xiàng)目名稱、樣品編號(hào)、實(shí)驗(yàn)次數(shù)編號(hào)、實(shí)驗(yàn)開(kāi)始執(zhí)行的時(shí)間的組合命名文件并保存。

6、樣品之間可以放置隔離板以消除當(dāng)一個(gè)樣品在測(cè)試時(shí)，光會(huì)照到其它樣品上而對(duì)測(cè)試樣品產(chǎn)生影響。

7、環(huán)形腔內(nèi)可配置LED燈，為樣品提供明適應(yīng)條件。

本實(shí)用新型與幾項(xiàng)現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)比情況如下：

專(zhuān)利CN201220018939的每一個(gè)通道都使用一個(gè)獨(dú)立的探頭，由于光學(xué)傳感器比較昂貴，這樣總價(jià)格比較高。

專(zhuān)利CN201220134401測(cè)的不是具有生命和形狀不規(guī)則的植物，而且整個(gè)測(cè)試平臺(tái)在一個(gè)簡(jiǎn)單的圓形的密封腔內(nèi)，這個(gè)實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)單，但是操作不方便，因?yàn)椴僮鲉T不可能呆在密封腔內(nèi)，同時(shí)植物在密封腔內(nèi)會(huì)死掉。本設(shè)計(jì)中測(cè)試的是具有生命和形狀不規(guī)則的植物，而且測(cè)試平臺(tái)分成艙內(nèi)和艙外兩部分，這就需要兩部分巧妙的設(shè)計(jì)與配合，使得激發(fā)光能夠傳播到腔內(nèi)，同時(shí)環(huán)境光又不污染葉綠素?zé)晒?。?zhuān)利CN201220134401圓形光學(xué)平臺(tái)無(wú)法代替本設(shè)計(jì)中的環(huán)形腔結(jié)構(gòu)。

專(zhuān)利CN201521141187工作臺(tái)設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，不需要考慮環(huán)境光的影響。如上所述，圓形光學(xué)平臺(tái)無(wú)法代替本設(shè)計(jì)中的環(huán)形腔結(jié)構(gòu)。

葉綠素?zé)晒鉁y(cè)試時(shí)要求的是激發(fā)光源不能污染其他測(cè)試樣品，環(huán)境光不能污染任何一個(gè)樣品，為了便于操作和節(jié)省光學(xué)器件，激發(fā)光源就不能簡(jiǎn)單地放置在一個(gè)圓形腔內(nèi)，但是專(zhuān)利CN201610355496旋轉(zhuǎn)平臺(tái)不考慮這些因素，因此也無(wú)法代替本發(fā)明中的設(shè)計(jì)。

如前所述，專(zhuān)利CN201521141187的圓形光學(xué)平臺(tái)同樣無(wú)法代替本設(shè)計(jì)中的環(huán)形腔結(jié)構(gòu)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的環(huán)形腔示平面示意圖；

圖3為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的工作流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，本實(shí)用新型的實(shí)施方式包括但不局限于下面實(shí)施例，因此不應(yīng)以此實(shí)施例內(nèi)容來(lái)限制本實(shí)用新型保護(hù)范圍。

由圖1所示，本系統(tǒng)包括控制部分、檢測(cè)部分及樣品臺(tái)；

所述控制部分包括顯示及控制終端1及與之相連的微處理器即MCU模塊2；所述檢測(cè)部分包括葉綠素?zé)晒鈾z測(cè)模塊3以及激發(fā)光產(chǎn)生模塊4；所述葉綠素?zé)晒鈾z測(cè)模塊3以及激發(fā)光產(chǎn)生模塊4分別與MCU模塊2相連；

所述樣品臺(tái)包括支座5及步進(jìn)電機(jī)6，所述步進(jìn)電機(jī)6與MCU模塊2相連；所述步進(jìn)電機(jī)6的轉(zhuǎn)子連接樣品盤(pán)7；

所述樣品盤(pán)7的圓周為一圈中空的環(huán)形腔，所述環(huán)形腔的外壁可以打開(kāi)；所述環(huán)形腔內(nèi)設(shè)置垂直于外壁的隔板S4將環(huán)形腔隔離成分段的環(huán)形樣品放置腔S3；

每一段隔離的環(huán)形樣品放置腔S3的側(cè)面均安裝有光纖S2(圖1是立體圖)，所述光纖S2在步進(jìn)電機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)給定的角度，與光纖S1對(duì)齊，達(dá)到與葉綠素?zé)晒鈾z測(cè)模塊3及激發(fā)光產(chǎn)生模塊4連接的目的，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)多次旋轉(zhuǎn)，環(huán)形腔上的多個(gè)光纖S2分別與光纖S1對(duì)齊。

一個(gè)優(yōu)選方案中，顯示及控制終端1為觸屏式顯示終端，其上設(shè)置有USB接口。

一個(gè)優(yōu)選方案中，所述環(huán)形樣品放置腔S3底部可以選擇性設(shè)置曲管通氣孔，達(dá)到通氣阻光的目的。

一個(gè)優(yōu)選方案中，所述環(huán)形樣品放置腔S3內(nèi)還可以選擇性設(shè)置LED燈。

各主要模塊的型號(hào)選擇和作用如下：

1、顯示及控制終端1選用觸屏式顯示終端，其上設(shè)置有USB接口，作用是數(shù)據(jù)與參數(shù)輸入輸出。

2、MCU模塊2：接受來(lái)自顯示及控制終端1的參數(shù)設(shè)置、協(xié)調(diào)激發(fā)光的產(chǎn)生和葉綠素?zé)晒獾牟蓸?，同時(shí)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)6旋轉(zhuǎn)指定的角度、保存文件等功能。

3、葉綠素?zé)晒鈾z測(cè)模塊3：用于測(cè)試葉綠素?zé)晒猓鈱W(xué)濾波器用于選擇700nm至750nm的光子抵達(dá)光電二極管，光電二極管的電路經(jīng)過(guò)電流電壓轉(zhuǎn)化放大電路和濾波、電壓放大電路，然后與MCU的AD轉(zhuǎn)化單元相連。

4、激發(fā)光產(chǎn)生模塊4：用于產(chǎn)生激勵(lì)Photosystem II(PSII)的藍(lán)光或波長(zhǎng)低于680nm的紅光及激勵(lì)Photosystem I(PSI)的遠(yuǎn)紅光(波長(zhǎng)高于750nm)，光學(xué)濾波器用于光波長(zhǎng)的限制。激勵(lì)PSII系統(tǒng)的光源有三個(gè)，分別能夠提供高頻脈沖、飽和脈沖和光化光。MCU模塊2的PWM模塊與功率放大電路模塊連接，進(jìn)而連接LED，然后控制LED的強(qiáng)度。

激發(fā)光產(chǎn)生模塊4、葉綠素?zé)晒鈾z測(cè)模塊3與一個(gè)分叉形的光纖S1相連，光纖S1的另一端在測(cè)試時(shí)，恰好與在步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下的環(huán)形腔上的光纖S2對(duì)齊。

5、環(huán)形樣品放置腔S3：葉子等被測(cè)樣品可以放在環(huán)形腔內(nèi)，在環(huán)形腔上，安置有光纖S2，每個(gè)光纖S2恰好對(duì)準(zhǔn)一個(gè)被測(cè)對(duì)象。環(huán)形樣品放置腔S3可以在步進(jìn)電機(jī)6的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)設(shè)定的角度，使得環(huán)形樣品放置腔S3上光纖S2恰好與連接葉綠素?zé)晒鈾z測(cè)模塊3的光纖S1對(duì)準(zhǔn)。

6、步進(jìn)電機(jī)6：步進(jìn)電機(jī)6與MCU模塊2相連，在MCU模塊2的控制下旋轉(zhuǎn)指定的角度，使得環(huán)形樣品放置腔S3上與被測(cè)對(duì)象對(duì)齊的光纖S2恰好與連接在葉綠素?zé)晒鈾z測(cè)模塊3的光纖S1另一端對(duì)齊。

本裝置的使用方法如下：

測(cè)試時(shí)，把樣品分散在環(huán)形樣品放置腔S3內(nèi)，例如它們之間的角度是等分的(角度等分不是必需的，兩個(gè)樣品之間的角度可以任意，只需在程序里設(shè)置好，程序會(huì)按照給定的角度控制步進(jìn)電機(jī)6的轉(zhuǎn)動(dòng))。

環(huán)形樣品放置腔S3上有角度刻度，例如每15度一個(gè)刻度，這樣在360度的圓周上有24個(gè)刻度，每15度刻度的位置上可以安裝一個(gè)光纖S2的孔，這樣圓的一周可以同時(shí)放置24個(gè)光纖，能夠自動(dòng)地對(duì)24個(gè)樣品進(jìn)行切換測(cè)試，當(dāng)然，可以擴(kuò)展能夠一次容納更多的樣品。

環(huán)形樣品放置腔S3內(nèi)可以安放位置尺寸可調(diào)的支架與夾子，使得樣品與光纖對(duì)齊，例如圖1上標(biāo)識(shí)的S2(在圓周上有多個(gè)光纖，圖1上標(biāo)識(shí)的S2只是其中之一)。

通過(guò)顯示及控制終端1，設(shè)置項(xiàng)目名稱、樣品數(shù)量，每個(gè)樣品之間的角度，如果不是等分的，可以把它們之間的間隔角一一輸入，選擇測(cè)試的種類(lèi)，例如FoFm測(cè)試，OJIP測(cè)試，PAM葉綠素?zé)晒?ChlF)測(cè)試等以及其它參數(shù)，這些參數(shù)在文獻(xiàn)上已經(jīng)成熟，不在本實(shí)用新型的權(quán)利要求之中，在此不一一詳述。同時(shí)需要設(shè)置每個(gè)樣品之間的等待時(shí)間，以及從第一個(gè)到最后一個(gè)樣品測(cè)試完后，是否需要重復(fù)測(cè)試，以及重復(fù)測(cè)試的次數(shù)。

點(diǎn)下測(cè)試按鈕，步進(jìn)電機(jī)6帶動(dòng)環(huán)形旋轉(zhuǎn)，MCU模塊2會(huì)發(fā)出命令，告訴步進(jìn)電機(jī)6旋轉(zhuǎn)的角度，使得環(huán)形樣品放置腔S3上的光纖S2與連接在激發(fā)光產(chǎn)生模塊3上的光纖S1對(duì)齊，然后進(jìn)行相應(yīng)測(cè)試，并自動(dòng)按照項(xiàng)目名稱、樣品編號(hào)、實(shí)驗(yàn)次數(shù)編號(hào)、實(shí)驗(yàn)開(kāi)始執(zhí)行的時(shí)間的組合命文件并保存。

優(yōu)選地，MCU模塊2可以與數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)包括：WIFI網(wǎng)絡(luò)、2G網(wǎng)絡(luò)、3G網(wǎng)絡(luò)、4G網(wǎng)絡(luò)、LTE網(wǎng)絡(luò)和藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)相連接，測(cè)試結(jié)果可以遠(yuǎn)程傳到客戶端，客戶可以在手機(jī)等終端上查看結(jié)果及修改實(shí)驗(yàn)參數(shù)。

本實(shí)用新型采用自動(dòng)更換測(cè)試樣品進(jìn)行測(cè)量，可以在無(wú)人值守的情況下對(duì)葉綠素?zé)晒忉尫盼矬w進(jìn)行連續(xù)地、定時(shí)地且自動(dòng)地重復(fù)測(cè)量，更有效地提供相關(guān)熒光參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化情況。