Оптоелектронний сенсор

Оптоелектронний сенсор, який містить затискач, що складається з двох з'єднаних рухомо пластин з отворами, та фотоприймач, розміщений під світлозахисним кожухом на одній з пластин затис 3 тільки синім світлом. Крім того, таке джерело освітлення не дає рівномірного опромінення листа в межах плями освітлення, що особливо важливо при складній поверхневій та об'ємній структурі листа. Інтенсивність світла, яке проходить крізь лист залежить від багатьох чинників, зокрема: коефіцієнта поглинання світла хлорофілом, його концентрації, коефіцієнта поглинання і розсіювання світла іншими елементами листа, коефіцієнта відбиття від поверхні листа, наявності сигналу флуоресенції, товщини листа, інтенсивності падаючого світла і т. ін. Ці показники змінюються від культури, рослини, листа і навіть зони листа. Тому вимірювання сумарного світлового потоку, що проходить крізь листок не дозволяє однозначно визначити об'ємну концентрацію нативного хлорофіла. В основу пристрою поставлена задача створення такого оптоелектронного сенсора для дослідження нативного хлорофіла, в якому завдяки введенню нових вузлів та зміни функцій відомих стало б можливим визначення об'ємної концентрації нативного хлорофіла. Вирішення поставленої задачі досягається тим, що сенсор містить затискач, який складається з двох з'єднаних рухомо пластин з отворами та фотоприймач, розміщений під світлозахистним кожухом на одній з пластин, а також додатково містить червоний та інфрачервоний світлодіоди і розсіючий світлофільтр, розташований між світлодіодами та пластиною затискачу і розміщені у світлозахистному кожузі на другій пластині так, що оптичні вісі червоного та інфрачервоного світлодіодІв перетинаються на фотоприймачі, причому вхід інфрачервоного світлодіода з'єднаний через перший потенціометр, перемикач і другий потенціометр з входом пристрою, а вхід червоного світлодіода під'єднаний через перемикач та другий потенціометр до входу пристрою, другі входи червоного та інфрачервоного світлодіодів з'єднані між собою і з другим входом пристрою, виходи фотоприймача є виходами пристрою. Відмінними ознаками запропонованого сенсора є червоний та інфрачервоний світлодіоди і розсіючий світлофільтр, розташований між світлодіодами та пластиною затискачу і розміщені у світлозахистному кожузі на другій пластині так, що оптичні вісі червоного та інфрачервоного світлодіодІв перетинаються на фотоприймачі, причому вхід інфрачервоного світлодіода з'єднаний через перший потенціометр, перемикач і другий потенціометр з входом пристрою, а вхід червоного світлодіода під'єднаний через перемикач та другий потенціометр до входу пристрою, другі входи червоного та інфрачервоного світлодіодів з'єднані між собою і з другим входом пристрою, виходи фотоприймача є виходами пристрою. Введення у сенсор нових вузлів, елементів та зв'язків між ними дозволяє почергово опромінювати об'єкт розсіяним червоним та інфрачервоним світлом однакової інтенсивності, шляхом перемикання живлення світлодіодІв та змінювати інтенсивності освітлення однорідного в межах освітленої плями на поверхні листка. Опромінення листа рослини світлом викликає 13485 4 відбиття, розсіювання та поглинання світла структурами листа, зокрема: судинами, оболонками клітин, міжклітинною рідиною та хлорофілом хлоропластів. Опромінення здійснюють на двох довжинах хвиль в червоній області спектра, де хлорофіл має сильну смугу поглинання і в інфрачервоній області, поблизу від червоної, де поглинання хлорофілу незначне. В той же час коефіцієнти "фонового" поглинання і розсіювання світла на обох довжинах хвиль приблизно однакові. Якщо при цьому забезпечити однакові інтенсивності падаючого червоного та інфрачервоного світла, то концентрацію хлорофіла визначають за формулою: С=А.ln(0,91ІЧ/ІЧ-0,91ІЧ) де А - константа приладу. ІЧ та ШІЧ - відповідно інтенсивності червоного та інфрачервоного освітлення на фотоприймачі. На Фіг. схематично зображено розріз оптоелектронного сенсора та електрична схема. Він містить фотоприймач 1, червоний світлодіод 2, інфрачервоний світлодіод 3, розсіювальний світлофільтр 4, верхню пластину затискача 5, нижню пластину затискача б, верхній світлозахистний кожух 7, та нижній світлозахистний кожух 8. Сенсор має вигляд затискача типу "прищепка" і складається з двох пластин 5 та б, з'єднаних рухомо, між пластинами 5 і 6 розміщують листок рослини. На верхній пластині 5 під світлозахистним кожухом 7 розміщені червоний 2 та інфрочервоний 3 світлодіоди. Між світлодіодами 2, 3 і пластиною 5 розміщено розсіючий світлофільтр 4. Цей розсіювальний світлофільтр 4 перетворює направлене нерівномірне вилромінення світлодіодів в розсіяне опромінення, рівномірне в межах отвору пластини 5 на поверхні об'єкту. Фотоприймач 1 розташовано в отворі нижньої пластини 6 соосно з отвором верхньої пластини 5 так, що оптичні вісі світлодіодів 2 і 3 перетинаються на фотоприймачі. Інфрачервоний світлодіод 3 через перший потенціометр 11 підключено до перемикача 10. На другий вхід перемикача 10 підключено червоний світлодіод 2, а третій вхід перемикача 10 через другий потенціометр 9 з'єднано з входом пристрою, другі входи світлодіодів 2 і 3 з'єднані між собою і під'єднані до другого входу пристрою. Сенсор працює наступним чином: без закріплення сенсора на листі рослини, подається живлення через другий потенціометр 9 та перемикач 10 на червоний світлодіод. Його випромінення через світлофільтр 4 поступає на фотоприймач 1. Результат освітленості червоним світлом запам'ятовують. Переводячи перемикач 10 в друге положення, подають живлення через перший потенціометр 11 на інфрачервоний світлодіод 3. Змінюючи струм через інфрачервоний світлодіод 3 з допомогою першого потенціометра 11, зрівнюють значення освітленості фотоприймача 1 інфрачервоним світлом з освітленістю червоним. Таким чином забезпечується рівномірне в межах плями, однакове по інтенсивності освітлення червоним та інфрачервоним світлом. Далі сенсор закріплюють на листі рослини, вмикають червоний світлодіод 2 і вимірюють з допомогою фотоприймача 1 інтенсивність червоного освітлення ІЧ , яке пройшло 5 13485 через лист рослини. Перемикачем 10 підключають живлення на інфрачервоний світлодіод 3 і вимірюють інтенсивність інфрачервоного освітлення ІІЧ, яке пройшло через лист рослини. Концентрацію хлорофіла визначають за наведеною вище формулою. Схема дозволяє почергово освітлювати об'єкт червоним та інфрачервоним світлом та змі Комп’ютерна верстка Д. Дорошенко 6 нювати інтенсивність освітлення в межах освітленої плями на поверхні листа рослини. Запропонований сенсор, як видно з його опису може бути реалізований у виробничих умовах, так як для його реалізації використовується технічна база широкого призначення. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601