一種可對夾持力在線測控的植物葉片電參數(shù)測試電極的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可對夾持力在線測控的植物葉片電參數(shù)的測試電極，屬于智能化無損測試領(lǐng)域，可配合阻抗分析儀、LCR測試儀進(jìn)行植物葉片電參數(shù)的無損測定。
【背景技術(shù)】
[0002]植物組織的電特性變化可反映水分情況、養(yǎng)分狀態(tài)、凍害、成熟度、病害等情況，目前已進(jìn)行了比較深入的研宄。然而，如何有效獲取電參數(shù)是這些研宄中的前提和關(guān)鍵，采取何種測量方式和測試電極直接決定著電參數(shù)獲取的準(zhǔn)確性。測量植物組織電參數(shù)的測量方式分為有損檢測和無損檢測兩種。有損檢測一般采用針刺式，多用于莖桿植物和果實(shí)，如玉米、高粱等作物和馬鈴薯塊莖、香蕉、柑橘、獼猴桃等果實(shí)。由于植物組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有損檢測會對植物器官造成一定的損傷，影響測量結(jié)果，另外，有損檢測縮短了果實(shí)的貨架期和外觀特征。無損檢測大多涉及到平行板電極，以葉片或果實(shí)為電介質(zhì)，通過將葉片或果實(shí)夾持到電極板之間進(jìn)行測量，適用于各種植物。夾持力大小對電參數(shù)測量的準(zhǔn)確性、可靠性和被測量物損傷有直接影響。由于生產(chǎn)實(shí)踐中，葉片厚度、大小不同或果實(shí)大小、形狀各異，因此根據(jù)葉片厚度、幼嫩程度和果實(shí)大小對夾持力進(jìn)行調(diào)節(jié)是無損接觸測量中必須解決的關(guān)鍵問題?，F(xiàn)有的無損檢測采用的平行板傳感器，一般將塑料夾子的彈簧通過退火來調(diào)節(jié)電極的夾持力，但彈簧退火工序復(fù)雜，夾持力大小取決于退火溫度、保溫時間和冷卻方式等，對夾持力難于控制，而且一旦退火工序完成，電極夾持力基本保持恒定，不適用于厚度不同葉片或大小不同果實(shí)電參數(shù)的測量，夾持力不能根據(jù)被測物進(jìn)行在線調(diào)控。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，申請?zhí)枮?01310739130.2的中國專利I《一種測量植物葉片電參數(shù)的傳感器》公開了能對植物葉片電參數(shù)進(jìn)行無損測定的傳感器，其特征在于:該傳感器由塑料夾、極板、泡沫板和導(dǎo)線組成，兩個泡沫板分別粘在塑料夾夾持端與待夾持物接觸的兩個表面上，以保證待測試葉片受力太大和受力均勻，兩個極板鑲嵌在夾持端的兩個泡沫板內(nèi)，并從兩極板分別引出引線與LCR測試儀連接。但該傳感器由于沒有能夠根據(jù)不同厚度的葉片進(jìn)行受力調(diào)節(jié)裝置，無法用于不同厚度葉片的電參數(shù)測量，原因是葉片厚度不同時，葉片受力不同，導(dǎo)致葉片結(jié)構(gòu)損壞，對電參數(shù)測量產(chǎn)生極大影響，甚至無法進(jìn)行電參數(shù)測量。論文I (農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2014，45 (10))公開了一種《基于電容特性的植物葉片含水量無損測定儀》，其中涉及到植物葉片夾持機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，夾持機(jī)構(gòu)由壓力傳感器、墊片、電容傳感器、支撐架和螺母螺桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成，電容傳感器采用圓形平行板電極結(jié)構(gòu)，電極上極板通過墊片與螺桿連接，下極板經(jīng)墊片粘貼于壓力傳感器正中央，并固定在支撐架上。測量時，將葉片放入上、下兩極板間，通過壓力傳感器檢測葉片壓力，通過螺母螺桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)葉片壓力。該夾持機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了對葉片夾持力的測控，可以適應(yīng)不同厚度葉片電容的測量，但該夾持機(jī)構(gòu)由于只有一對電極，只能適用于兩端子測量，無法適用于四端子測量。論文2(農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2008，24 (5))公開了一種《小麥葉片電特性與外加電壓和頻率的關(guān)系研宄》，該論文設(shè)計(jì)了一種平行板葉夾，圓形平板電極采用雙面印制板制作成，導(dǎo)線焊接于電極背面，并將兩電極固定于塑料夾子上，以保證極片對齊且夾持力一致，塑料夾子的彈簧經(jīng)退火以免夾持力過大損傷葉片。但該平行板葉夾在測量不同厚度葉片時無法進(jìn)行夾持力的在線測控，無法對不同厚度葉片電特性的測量。
[0004]為了彌補(bǔ)上述不足和實(shí)現(xiàn)對不同植物和不同厚度葉片電參數(shù)準(zhǔn)確、可靠測量的需要，本發(fā)明提出了一種可對夾持力在線測控的植物葉片電參數(shù)的測試電極。該系統(tǒng)通過對葉片夾持力的在線調(diào)控和檢測，可實(shí)現(xiàn)對不同厚度的葉片電參數(shù)測量時，夾持力保持一致，并可根據(jù)葉片的幼嫩程度在線調(diào)節(jié)合適的夾持力，從而實(shí)現(xiàn)對電參數(shù)的準(zhǔn)確可靠測量，具有智能化，適用性強(qiáng)，適用范圍寬，使用方便的特點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種可對夾持力在線測控的植物葉片電參數(shù)的測試電極，以通過對葉片夾持力的在線調(diào)控和檢測，實(shí)現(xiàn)對不同厚度葉片電參數(shù)測量時夾持力的一致，并能根據(jù)葉片的幼嫩程度在線調(diào)節(jié)合適的夾持力，從而實(shí)現(xiàn)對電參數(shù)的準(zhǔn)確可靠測量，為植物葉片電參數(shù)的測量提供技術(shù)支持。
[0006]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下:
一種可對夾持力在線測控的植物葉片電參數(shù)測試電極，由絕緣夾(I)、絕緣墊片(2)、電極(3)、壓力傳感器(4)、導(dǎo)線(5)、插頭(6)、插排(7)、螺母螺桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(8)和控制器主機(jī)板(9)組成，其特征在于:電極(3)是厚度為I mm直徑為7 mm的一對黃銅圓形極片，其中一個黃銅圓形極片通過絕緣膠粘貼在絕緣墊片(2)的正面上，壓力傳感器(4)的上表面粘貼于絕緣墊片(2)的反面上，壓力傳感器(4)的下表面粘貼于絕緣夾(I)的一個夾持端；另一個黃銅圓形極片通過絕緣墊片(2)直接粘貼于絕緣夾(I)的另一個夾持端上；導(dǎo)線(5)的一端焊接于電極(3)的圓周上，另一端與插頭(6)連接；螺母螺桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(8)穿過絕緣夾(I)的手持端，通過調(diào)節(jié)螺母螺桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(7)實(shí)現(xiàn)對被測物夾緊力的調(diào)節(jié)；控制器通過與插頭(6 )配套的插排(7 )連接，使用時將插頭(6 )插入插排(7 )即可。
[0007]所述的控制器主機(jī)板(9)由控制器(10)、人機(jī)對話裝置(11)、人機(jī)對話接口(12)、通用I/o接口 A (13)、數(shù)據(jù)存儲模塊(14)、通用I/O接口 B (15)、電源(16)、模擬信號輸入通道(17)和通用I/O接口 C (18)組成；
通用I/O接口 A (13)、通用I/O接口 B (15)和通用I/O接口 C(18)設(shè)置在控制器內(nèi)；數(shù)據(jù)存儲模塊(14)、電源(16)和模擬信號輸入通道(17)分別與控制器(10)直接連接；人機(jī)對話裝置(11)經(jīng)過人機(jī)對話接口(12)與控制器(10)連接；模擬信號輸入通道(17)由壓力傳感器(4)、信號調(diào)理電路(20)和A/D轉(zhuǎn)換器(19)組成；數(shù)據(jù)存儲模塊(14)為一 FLASH存儲器(26);人機(jī)對話裝置(11)包括鍵盤及多位開關(guān)(23)和LCD接口(25);人機(jī)對話接P (12)由電平轉(zhuǎn)換A(21)、線驅(qū)動器(22)和電平轉(zhuǎn)換B (24)組成；
通用I/O接口 A (13)依次通過電平轉(zhuǎn)換器A (21)、線驅(qū)動器(22)與鍵盤及多位開關(guān)
(23)連接，IXD接口(25)通過電平轉(zhuǎn)換B (24)也與通用I/O接口 A (13)連接；壓力傳感器(4)依次通過信號調(diào)理電路(20)、A/D轉(zhuǎn)換器(19)和通用I/O接口 C (18)連接；FLASH存儲器(26)連接通用I/O接口 B (15)。
[0008]所述的A/D轉(zhuǎn)換器(19)為TLC2543 A/D轉(zhuǎn)化器，通過SPI總線與控制器連接。
[0009]所述壓力傳感器(4)為FlexiForce壓阻傳感器A201。
[0010]所述控制器(10)為單片機(jī)AT89S52。
[0011]所述絕緣墊片(2)為高壓絕緣片；所述導(dǎo)線(5)為單芯屏蔽線；所述插排(7)和插頭(6)為14芯航空插座組合。
[0012]發(fā)明具有有益效果。
[0013](I)本發(fā)明通過在測試電極上設(shè)置螺母螺桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和壓力傳感器，實(shí)現(xiàn)了對葉片夾持力的在線測控，對不同厚度葉片的測量時仍可保證夾持力的一致，另外根據(jù)葉片的幼嫩程度可選擇不同的夾持力，從而避免對葉片的損失，影響電參數(shù)測量結(jié)果，具有適用性強(qiáng)、智能化程度高的優(yōu)點(diǎn)。
[0014](2)本發(fā)明的一對電極單獨(dú)適用可適用于二端測量需要，將兩對電極聯(lián)合適用，可滿足四端測量的需要，具有適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明控制器主機(jī)板結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的控制器主機(jī)板原理框圖；
其中:1-絕緣夾I ;2_絕緣墊片；3_電極；4_壓力傳感器；5_導(dǎo)線；6_插頭；7_插排；8-螺母螺桿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；9_控制器主機(jī)板；10_控制器；11_人機(jī)對話裝置；12_人機(jī)對話接口 ； 13-通用I/O接口 A ; 14-數(shù)據(jù)存儲模塊；15-通用I/O