本實用新型涉及一種計量設(shè)備，具體涉及一種用于測量植物葉片面積的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

葉片是植物進行光合作用和蒸騰作用的主要器官，有關(guān)植物生長情況的諸多信息都與葉片的形態(tài)特征有著密不可分的聯(lián)系。針對植物葉片參數(shù)進行的快速、精準(zhǔn)的測量是研究植物生長發(fā)育等生命活動的重要手段。

植物葉面積是葉片測量中的主要參數(shù)之一，葉面積的大小影響著植物光合物質(zhì)積累，葉面積的變化也體現(xiàn)著植物生長的狀態(tài)，是研究植物生理生化、遺傳育種、作物栽培技術(shù)等方面的重要指標(biāo)。因此植物葉面積的測量對于調(diào)整群體結(jié)構(gòu)、充分利用光熱資源、指導(dǎo)作物栽培密度及合理施肥等有重要意義。

現(xiàn)有的葉面積測量方法中，傳統(tǒng)的手工測量方法(如復(fù)印稱重法、直尺測量法等)測量速度慢，且測量精度低。隨著計算機軟件技術(shù)發(fā)展而來的數(shù)字圖像處理法，是用掃描儀獲得葉片的數(shù)字圖像后利用圖像分析軟件計算葉片面積。這種方法能夠精確地測算出植物葉片面積，但是缺乏實時性和便捷性，而且有的情況下需要先對植物葉片進行采摘收集，無法實現(xiàn)葉面積的非離體測量。

基于上述背景，有必要研發(fā)一種新的葉面積測量設(shè)備，既能實現(xiàn)植物葉片非離體測量，又能實時、準(zhǔn)確地獲得測量結(jié)果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于：提供一種能夠快速、精確測量植物葉片面積的設(shè)備，不僅具有便攜性，而且操作簡單，能實現(xiàn)植物葉片的非離體實時測量。

本實用新型的上述目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

提供一種植物葉面積測量系統(tǒng)，它包括葉片固定單元和移動測量單元；

所述的葉片固定單元設(shè)有一個白色平面，所述白色平面至少有一條直邊，所述直邊內(nèi)側(cè)的白色平面上設(shè)有線條組，所述的線條組由若干等寬黑色直線以等間距平行分布構(gòu)成，且間 距寬度與黑色直線寬度相同，所述的所有黑色直線垂直于所述的直邊，所述的線條組整體平行于所述的直邊；所述的直邊內(nèi)側(cè)的白色平面上還設(shè)有限位裝置，所述的限位裝置至少有一條平行于所述的線條組整體的邊緣，所述的邊緣高于所述的白色平面，與白色平面之間無滑動地緊密接觸或連接，所述的限位裝置不覆蓋所述的線條組；所述的白色平面上進一步設(shè)置面積不小于白色平面的高透膜；所述的高透膜的一邊固定在所述限位裝置下方；

所述的移動測量單元包括外殼；所述的外殼內(nèi)部，至少設(shè)置有CIS傳感器、控制電路板和電源，所述的CIS傳感器、控制電路板和電源之間電連接；電源為控制電路板和CIS傳感器供電；控制電路板至少設(shè)有控制單元和計算單元，控制單元控制CIS傳感器工作并采集、處理來自CIS傳感器的數(shù)據(jù)信號，計算單元根據(jù)預(yù)設(shè)程序計算測量結(jié)果；所述的外殼外部，至少設(shè)有一可沿所述限位裝置的所述邊緣滑動的滑動平面，以及垂直于所述滑動平面的掃描平面，所述的掃描平面設(shè)有與所述的CIS傳感器相配合的窗口；所述的滑動平面與所述的窗口長邊方向垂直；所述外殼外表面上設(shè)有按壓式開關(guān)，所述的按壓式開關(guān)與控制電路板電連接，控制所述的控制電路板的啟動和關(guān)閉。

本實用新型的方案中，所述的葉片固定單元的限位裝置可以是多種形式，例如可以是與白色平面固定連接的一塊長條形平板，也可以是通過彈性夾緊裝置與白色平面無滑動位移地緊密接觸的兩塊夾板。

本實用新型優(yōu)選的一種方案中，所述葉片固定單元的限位裝置是帶有至少2個定位孔的一塊長條形平板，所述的白色平面靠近直邊處也設(shè)有至少2個定位孔，所述的限位裝置與所述的白色平面通過定位孔層疊式螺接固定。

本實用新型的方案中，所述移動測量單元的按壓式開關(guān)可以設(shè)置在所述的外殼外表面任意位置，所述按壓式開關(guān)大小、形狀沒有限制。

本實用新型優(yōu)選的一種方案中，所述的移動測量單元的外殼為長方體，以所述長方體面積最小的面作為滑動平面，與所述的滑動平面垂直的任意一平面作為掃描平面，所述的掃描平面上沿其長邊方向開有所述的窗口，所述的按壓式開關(guān)設(shè)置在所述的滑動平面和掃描平面之外的任意平面中間位置；進一步優(yōu)選所述的按壓式開關(guān)設(shè)置在與滑動平面和掃描平面均垂直的平面的中間位置。

本實用新型優(yōu)選的另一種方案中，所述的移動測量單元的外殼具有至少兩個相互垂直的 平面，其中面積較小的平面作為所述的滑動平面，面積較大的平面作為所述的掃描平面，所述的掃描平面上沿其長邊方向開有所述的窗口；所述的按壓式開關(guān)設(shè)置在所述的滑動平面上，與所述滑動平面大小相同，整體壓下所述按壓式開關(guān)可啟動所述的控制電路。

本實用新型優(yōu)選的再一種方案中，所述的移動測量單元的外殼具有至少兩個相互垂直的平面，其中面積較小的平面作為所述的滑動平面，面積較大的平面作為所述的掃描平面，所述的掃描平面上沿其長邊方向開有所述的窗口；所述的按壓式開關(guān)為低阻力按鈕開關(guān)，設(shè)置在所述的掃描平面窗口以外的位置。

本實用新型優(yōu)選的方案中，所述的線條組中黑色線條寬度及其間距均在0.5‐1.5mm，優(yōu)選1mm。

本實用新型優(yōu)選的方案中，所述的葉片固定單元還設(shè)有高透膜固定裝置，用于將覆蓋了葉片的高透膜固定，避免高透膜在使用中發(fā)生意外移動影響測量。

本實用新型優(yōu)選的方案中，進一步在所述的移動測量單元外殼表面設(shè)置液晶顯示屏，所述的液晶顯示屏與所述的控制電路板電連接，用于顯示控制電路板的計算單元得到的測量結(jié)果。

本實用新型的植物葉片測量系統(tǒng)使用方法及工作原理如下：

將離體或非離體的葉片平放在所述葉片固定單元的白色平面的空白區(qū)域，使用高透膜覆蓋葉片，將葉片壓平固定；手持移動測量單元，將移動測量單元外殼的滑動平面抵住所述固定單元限位裝置與線條組平行的邊緣，將移動測量單元外殼的掃描平面壓緊覆蓋葉片的高透膜表面；根據(jù)按壓式開關(guān)所在位置，以不同方式按下按壓式開關(guān)并保持，開關(guān)被按下后，控制電路板的控制單元會根據(jù)預(yù)設(shè)程序控制移動測量單元的CIS傳感器開始工作；確認(rèn)CIS傳感器開始工作后，測量者手持移動測量單元沿限位裝置從上到下進行滑動掃描，滑動過程中要確保CIS傳感器中一定長度的感光單元組在所述固定單元的線條組上方滑動掃描；直至滑動掃描面積覆蓋整個葉片面積，停止滑動；掃描的同時，CIS傳感器將葉面以及線條組的掃描結(jié)果傳輸至控制電路板，控制電路板的計算單元計算得出整個葉片的精確面積；待記錄液晶顯示屏所顯示的測量結(jié)果后，釋放按壓式開關(guān)，測量結(jié)束。

本實用新型的葉面積測量系統(tǒng)可用于快速測量離體和非離體的大多數(shù)常見植物葉片，能快速精確地獲取葉片面積、周長、長度、寬度等參數(shù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的測量 系統(tǒng)主要具有以下幾方面的有益效果：

1.結(jié)構(gòu)簡單，便于加工

本實用新型的測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中無需任何滾動部件，可顯著降低加工成本。

2.測量速度快、精度高

與現(xiàn)有的數(shù)字圖像處理法相比，本實用新型的測量系統(tǒng)能夠?qū)崟r獲得測量結(jié)果，且測量精度完全可滿足農(nóng)業(yè)科研要求。

3.操作簡單，便攜實用

本實用新型的測量系統(tǒng)測量葉片面積時，無需拍照、稱重或其他后續(xù)操作處理，只需要進行簡單地平面滑動即可完成測量，操作非常簡單；而且結(jié)構(gòu)輕巧，便于攜帶，非常適合用于田間實地的非離體測量。

附圖說明

圖1是實施例1所述的葉片固定底板和掃描測量主機結(jié)構(gòu)示意圖；其中，A是葉片固定底板的結(jié)構(gòu)示意圖，B是掃描測量主機的外部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2體現(xiàn)的是將圖1中B的掃描測量主機的掃描平面揭去后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

圖3是實施例2所述的葉片固定底板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是實施例2所述的掃描測量主機外部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)號說明如下：

11‐白色平面，12‐線條組，121‐黑色直線，13‐限位裝置，131‐矩形夾板，132‐強力彈簧，14‐螺釘，15‐高透膜，16‐尼龍粘扣，22‐CIS傳感器，23‐控制電路板，24‐電池，25‐滑動平面，26‐掃描平面，27‐窗口，28‐按鈕開關(guān)，29‐液晶顯示屏。

具體實施方式

實施例1

一種植物葉面積測量儀，包括葉片固定底板和掃描測量主機；

如圖1的A所示，所述的葉片固定底板主體為一扁平矩形板，上表面為白色平面11；白色平面11某一長邊內(nèi)側(cè)設(shè)有線條組12，線條組12由若干1mm寬的黑色直線121以1mm間距平行分布構(gòu)成，所述的所有黑色直線121垂直于白色平面11的長邊，所述的線條組12 整體平行于白色平面11的長邊；白色平面11長邊內(nèi)側(cè)還設(shè)有限位裝置13，限位裝置13是與白色平面11固定連接的一塊細(xì)長矩形平板，與線條組12整體平行，其邊緣高于白色平面11，限位裝置13帶有2個定位孔，白色平面11靠近其長邊處也設(shè)有2個定位孔，限位裝置13與白色平面11通過螺釘14層疊式連接固定，限位裝置13不覆蓋線條組12；限位裝置13和白色平面11之間進一步設(shè)置面積不小于白色平面的高透膜15；高透膜15一邊固定在限位裝置13下方，與白色平面11之間也形成固定連接，另一邊不固定；

如圖2所示，所述的移動測量單元大體呈長方體；長方體外殼內(nèi)部，設(shè)置有接觸式圖像傳感器(CIS傳感器)22、控制電路板23和電池24，所述的CIS傳感器22、控制電路板23和電池24之間電連接；電池24為控制電路板23和CIS傳感器22供電；控制電路板23至少設(shè)有控制單元和計算單元，控制單元控制CIS傳感器22工作并采集、處理來自CIS傳感器22的數(shù)據(jù)信號，計算單元根據(jù)預(yù)設(shè)程序計算測量結(jié)果；長方體外殼外部，如圖1的B所示，面積最小的平面作為滑動平面25，與滑動平面25垂直的掃描平面26設(shè)有與CIS傳感器22相配合的窗口27；滑動平面25與窗口27長邊方向垂直；與滑動平面25和掃描平面26均垂直的一個平面上設(shè)置按鈕開關(guān)28，按鈕開關(guān)28與控制電路板23電連接，控制控制電路板23的啟動和關(guān)閉。如圖2的B所示，在長方體外殼表面，與掃描平面26平行的表面上設(shè)置液晶顯示屏29，液晶顯示屏29與控制電路板23、電池24電連接，用于顯示控制電路板23的計算單元得到的測量結(jié)果。

實施例2

一種植物葉面積測量儀，包括葉片固定底板和掃描測量主機；

如圖3所示，所述的葉片固定底板主體為一扁平矩形板，上表面為白色平面11；白色平面11某一長邊內(nèi)側(cè)設(shè)有線條組12，線條組12由若干0.5mm寬的黑色直線121以0.5mm間距平行分布構(gòu)成，所述的所有黑色直線121垂直于白色平面11的長邊，所述的線條組12整體平行于白色平面11的長邊；白色平面11長邊內(nèi)側(cè)還設(shè)有限位裝置13，限位裝置13是兩個長條夾板131與強力彈簧132組成的夾緊裝置，夾緊白色平面11的邊緣后不會產(chǎn)生滑動位移，位于白色平面11上面的矩形夾板邊緣與線條組12整體平行，其邊緣高于白色平面11，限位裝置13不覆蓋線條組12；白色平面11上進一步設(shè)置面積不小于白色平面的高透膜15；高透膜15的一邊被限位裝置13加緊于白色平面11表面，與白色平面11之間也形 成不會發(fā)生滑動的緊密接觸；高透膜15另一邊和白色平面11背面分別設(shè)置相配合的尼龍粘扣16用于固定高透膜；

所述的移動測量單元大體呈長方體；長方體外殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)同實施例1，參考圖2，設(shè)置有CIS傳感器22、控制電路板23和電池24，所述的CIS傳感器22、控制電路板23和電池24之間電連接；電池24為控制電路板23和CIS傳感器22供電；控制電路板23至少設(shè)有控制單元和計算單元，控制單元控制CIS傳感器22工作并采集、處理來自CIS傳感器22的數(shù)據(jù)信號，計算單元根據(jù)預(yù)設(shè)程序計算測量結(jié)果；所述的長方體外殼外部，如圖4所示，面積最小的平面作為滑動平面25，與滑動平面25垂直的掃描平面26設(shè)有與CIS傳感器22相配合的窗口27；滑動平面25與窗口27長邊方向垂直；滑動平面25上設(shè)置按鈕開關(guān)28，按鈕開關(guān)28與滑動平面25大小相同，按鈕開關(guān)28與控制電路板23電連接，控制控制電路板23的啟動和關(guān)閉，整體壓下按鈕開關(guān)28可啟動控制電路。如同實施例1一樣，在長方體外殼21表面，與掃描平面26平行的表面上設(shè)置液晶顯示屏，液晶顯示屏與控制電路板23、電池24電連接，用于顯示控制電路板23的計算單元得到的測量結(jié)果。