Цифровий вимірювач поверхневої концентрації хлорофілу у листках рослин
Формула / Реферат
Цифровий вимірювач поверхневої концентрації хлорофілу у листках рослин, що містить тримач зразка листка рослини, який складається з прямокутної оптично-непрозорої призми-основи та прямокутної оптично-прозорої призми-кришки, джерело оптичного випромінювання, мікроконтролер, загальну шину, цифровий відліковий пристрій, інтерфейс зв'язку, набірне поле, таке як клавіатура, та два ідентичні оптико-електронні вимірювальні канали, що складаються з послідовно з'єднаних мікрооб'єктива, оптичного фільтра, імерсійного фотоприймача, керованого підсилювача та аналого-цифрового перетворювача, цифрові входи-виходи якого приєднані через загальну шину до відповідних входів-виходів порту "А" мікроконтролера, цифрові входи-виходи порту "В" якого підключені до входів-виходів цифрового відлікового пристрою, входи-виходи порту "С" мікроконтролера з'єднані з входами-виходами інтерфейсу зв'язку, до виходу якого підключена антена, входи-виходи порту "D" мікроконтролера з'єднані з клавіатурою, який відрізняється тим, що в нього додатково введені третій ідентичний оптико-електронний вимірювальний канал, цифровий вхід-вихід якого підключений до загальної шини, розташовані на основній оптичній осі послідовно з оптично-прозорою призмою-кришкою тримача зразка листка рослини четвертий мікрооб'єктив та складена світлоподільна призма з трьома гранями, та перший, другий і третій цифро-аналогові перетворювачі, цифрові входи-виходи яких з'єднані з загальною шиною, аналогові виходи цифро-аналогових перетворювачів підключені до відповідних входів керування коефіцієнтом підсилення керованих підсилювачів кожного з трьох каналів, входи яких через відповідні грані складеної світлоподільної призми, четвертий мікрооб'єктив та першу грань оптично-прозорої призми-кришки тримача оптично з'єднані з поверхнею зразка листка рослини, яка оптично підключена через другу грань оптично-прозорої призми-кришки тримача до джерела оптичного випромінювання, вхід керування якого підключений до виходу старшого розряду порту "D" мікроконтролера.
Текст
Реферат: Винахід належить до вимірювальної техніки. Цифровий вимірювач поверхневої концентрації хлорофілу у листках рослин містить тримач зразка листка рослини, який складається з прямокутної оптично-непрозорої призми-основи та прямокутної оптично-прозорої призмикришки. А також містить джерело оптичного випромінювання, мікроконтролер, загальну шину, цифровий відліковий пристрій, інтерфейс зв'язку, клавіатуру та два ідентичні оптико-електронні вимірювальні канали. Канали складаються з послідовно з'єднаних мікрооб'єктива, оптичного фільтра, імерсійного фотоприймача, керованого підсилювача та аналого-цифрового перетворювача, цифрові входи-виходи якого приєднані через загальну шину до мікроконтролера, цифрові входи-виходи якого підключені до цифрового відлікового пристрою, клавіатури та інтерфейсу зв'язку, до якого підключена антена. В нього додатково введені третій ідентичний оптико-електронний вимірювальний канал, цифровий вхід-вихід якого підключений до загальної шини, розташовані на основній оптичній осі послідовно з оптично-прозорою призмою-кришкою тримача зразка листка рослини четвертий мікрооб'єктив та складена світлоподільна призма з трьома гранями, та перший, другий і третій цифро-аналогові перетворювачі. Цифрові входи-виходи цифро-аналогових перетворювачів з'єднані з загальною шиною, їх аналогові виходи підключені до відповідних входів керування коефіцієнтом підсилення керованих підсилювачів кожного з трьох каналів. Входи каналів через відповідні грані складеної світлоподільної призми, четвертий мікрооб'єктив та першу грань оптичнопрозорої призми-кришки тримача оптично з'єднані з поверхнею зразка листка рослини, яка оптично підключена через другу грань оптично-прозорої призми-кришки тримача до джерела оптичного випромінювання, вхід керування якого підключений до виходу мікроконтролера. Цифровий вимірювач забезпечує автоматичне виключення систематичних похибок вимірювання, а при багаторазових вимірюваннях зменшує і випадкову складову похибки, що підвищує точність вимірювання. UA 102005 C2 (12) UA 102005 C2 UA 102005 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Винахід належить до галузі вимірювальної техніки і може бути використаний при створенні швидкодіючих і високоточних засобів вимірювання поверхневої концентрації хлорофілу у листках рослин різних видів. Відомий цифровий вимірювач поверхневої концентрації хлорофілу у листках рослин (див., наприклад, Г.В. Хомяков, В.Я. Кобылянский Г.К. Агаджанов, B.C. Maренков. Способ определения концентрации хлорофилла и устройство для его осуществления. А.С. № 1659797 А1. Бюл. № 24,1991. Кл. G01JV21/64), який складається з корпусу, в якому розміщені канал потоку оптичного випромінювання, канал прийому люмінесценції, опорний канал, канал вимірювання прозорості середовища, вимірювальну камеру, електронний блок, а також канал прийому потоку оптичного випромінювання, що розсіюється, з'єднані між собою певним чином. Відомому цифровому вимірювачу притаманні недостатня точність та швидкодія вимірювання, що обумовлені наявністю семи неідентичних каналів, кожний з яких вносить свої похибку у кінцевий результат визначення концентрації хлорофілу. Крім того, відомий вимірювач не забезпечує вимірювання поверхневої концентрації хлорофілу безпосередньо у листках рослин. Відомий цифровий вимірювач поверхневої концентрації хлорофілу у листках рослин (див., наприклад, http://www.google.com.ua/search?client=opera&rls=ru&q=chlorophvll+content+meters&sourceid=oper : a&ie =utf-8&oe=utf-8&channel=suggest. Вимірювачі концентрації хлорофілу (закордонні)), чи http://translate.google.com.ua/translate?hl=ru&sl=en&u=http://www.patentstorm.us/patents/6020587/d escription.html&ei=KLf0TZ7MIs-6: Aauv4n2Bg&sa=X&oi=translate&ct=result&resnum=4&ved =0CEAQ7gEwAzgU&prev=/search %3Fq %3Dc hlorophyll%2Bcontent%2Bmeters%26start%3D20 %26hl%3Dru%26client%3Dopera%26sa%3DN%26 rls%3Dru%26channel%3Dsuggest%26biw%3D1364 %26bih%3D898 %26prmd%3Divns), який "містить генератор оптичного випромінювання, фотоприймач для виділення рівня світлового потоку (потужності) від першого та другого оптичних фільтрів, аналого-цифровий перетворювач, цифровий відліковий пристрій та мікроконтролер, з'єднані між собою певним чином". Відомому цифровому вимірювачу притаманні недостатня точність та швидкодія вимірювання. Недостатня точність вимірювання обумовлена чутливістю вимірювальних каналів до дії зовнішніх дестабілізуючих факторів. Крім того, на точність вимірювання впливають запотівання та забруднення елементів оптичної системи, послаблення потоку оптичного випромінювання, що пройшов через оптичні елементи, нестабільність потоку оптичного випромінювання, що генерується, тощо. Відомий цифровий вимірювач поверхневої концентрації хлорофілу у листках рослин (див., наприклад, Войтович И.Д., Корсунский В.М. Интеллектуальные сенсоры. БИНОМ. Лаборатория знаний, Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, 2009), що включає в собі тримач зразка листка рослини, який складається з прямокутної оптично-непрозорої призми-основи та прямокутної оптично-прозорої призми-кришки, джерело оптичного випромінювання, мікроконтролер, загальну шину, цифровий відліковий пристрій, інтерфейс зв'язку, набірне поле (клавіатуру), два ідентичні оптико-електронні вимірювальні канали, що включають в собі послідовно з'єднані між собою першу фокусуючу лінзу, оптичний фільтр, фотоприймач, керований підсилювач і аналого-цифровий перетворювач, цифрові входи-виходи якого з'єднані через загальну шину до відповідних входів-виходів порту "А" мікроконтролера, цифрові входи-виходи порту "Л" якого підключені до входів-виходів цифрового відлікового пристрою, входи-виходи порту "С" з'єднані з входами-виходами інтерфейсу зв'язку, до виходу якого підключена антена, входи-виходи порту "D" мікроконтролера з'єднані з клавіатурою. Відомий цифровий вимірювач має недостатню точність вимірювання, що обумовлена використанням двоканального методу вимірювання та обробки результатів за рівнянням вимірювань (К ) C x ln U(ИК) / U(К ) (1 )U(ИК) / kПХ Л Л Л , (ИК ) де C x - поверхнева концентрація хлорофілу; UЛ - напруга, пропорційна інтенсивність сумарного потоку оптичного випромінювання, що пройшов через досліджуваний зразок листка (К ) 55 на інфрачервоній (опорній) довжини хвилі; UЛ - напруга, пропорційна інтенсивності потоку оптичного випромінювання, що пройшов через досліджуваний зразок листка на червоній (К ) довжині хвилі; kПХ - питомий коефіцієнт поглинання потоку оптичного випромінювання хлорофілом; - коефіцієнт перекриття. 1 UA 102005 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Як видно з наведеного рівняння вимірювання, похибка вимірювання поверхневої концентрації залежить від точності перетворення у напругу відбитого потоку оптичного випромінювання на кожній з двох довжинах хвиль, від похибки вимірювання цих напруг, та від точного встановлення значення коефіцієнта перекриття. Швидкодія залежить від часу проведення тактів вимірювання відбитих та послаблених потоків оптичного випромінювання. Задачею винаходу є створення такого швидкодіючого цифрового вимірювача поверхневої концентрації хлорофілу у листках рослин, в якому, шляхом введення нових функціональних блоків, нових зв'язків між ними та з іншими блоками пристрою, забезпечилось би підвищення точності визначення поверхневої концентрації хлорофілу у листках рослин та швидкодії, зокрема за рахунок виключення впливу на кінцевий результат похибок, обумовлених послабленням потужності потоків оптичного випромінювання за рахунок запотівання та забрудненням оптичних елементів вимірювача, неточного вибору коефіцієнта перекриття, виключення систематичних похибок, обумовлених нестабільністю параметрів функції перетворення вимірювального каналу під дією зовнішніх дестабілізуючих факторів та їх абсолютних значень, не ідентичністю перетворення потоків оптичного випромінювання оптичними каналами. При цьому швидкодія вимірювання не повинна перевищувати два такти вимірювання. Поставлена технічна задача вирішується тим, що цифровий вимірювач поверхневої концентрації хлорофілу у листках рослин містить тримач зразка листка рослини, який складається з прямокутної оптично-непрозорої призми-основи та прямокутної оптично-прозорої призми-кришки, джерело оптичного випромінювання, мікроконтролер, загальну шину, цифровий відліковий пристрій, інтерфейс зв'язку, набірне поле (клавіатуру), два ідентичні оптикоелектронні вимірювальні канали, що складаються з послідовно з'єднаних мікрооб'єктива, оптичного фільтра, імерсійного фотоприймача, керованого підсилювача і аналого-цифрового перетворювача, цифрові входи-виходи якого приєднані через загальну шину до відповідних входів-виходів порту "А" мікроконтролера, цифрові входи-виходи порту "В" якого підключені до входів-виходів цифрового відлікового пристрою, входи-виходи порту "С" з'єднані з входамивиходами інтерфейсу зв'язку, до виходу якого підключена антена, входи-виходи порту "D" мікроконтролера з'єднані з клавіатурою. Згідно з винаходом, в нього додатково введені третій ідентичний оптико-електронний вимірювальний канал, цифровий вихід якого підключений до загальної шини, розташовані на основній оптичній осі послідовно з оптично-прозорою призмоюкришкоютримача зразка листка рослини четвертий мікрооб'єктив та складена світлоподільна призма з трьома гранями, та перший, другий і третій цифро-аналогові перетворювачі, цифрові входи яких з'єднані з загальною шиною, аналогові виходи цифро-аналогових перетворювачів підключені до відповідних входів керування коефіцієнтом підсилення керованих підсилювачів кожного з трьох каналів, входи яких через відповідні грані світлоподільної призми, четвертий мікрооб'єктив та першу грань оптично-прозорої призми-кришки тримача оптично з'єднані з поверхнею зразка листка рослини, яка оптично підключена через другу грань оптично-прозорої призми-кришки тримача до джерела оптичного випромінювання, вхід керування якого підключений до виходу старшого розряду порту "D" мікроконтролера. На кресленні наведена функціональна схема цифрового вимірювача поверхневої концентрації хлорофілу у листках рослин, де 1 - тримач зразка листка рослини, що містить в собі прямокутну оптично-непрозору призму-основу 2 і прямокутну оптично-прозору призмукришку 3; 4 - досліджуваний зразок листка рослини; 5 - джерело оптичного випромінювання; 6 складена світлоподільна призма з трьома гранями 7 (100 % відбивна), 8 (напівпрозора) і 9 (напівпрозора), послідовно розташованими на основній оптичній осі; 10 - четвертий мікрооб'єктив; 11, 12 і 13 - перший, другий та тертій оптико-електронні вимірювальні канали, що включають в собі послідовно з'єднані між собою мікрооб'єктиви 14, 19 і 24 потоку оптичного випромінювання, оптичні фільтри 15, 20, і 25, імерсійні фотоприймачі 16, 21 і 26, керовані підсилювачі 17, 22 і 27 та аналого-цифрові перетворювачі 18, 23 і 28; 29, 30 і 31 - перший, другий та третій цифро-аналогові перетворювачі; 32 - загальна шина; 33 - мікроконтролер; 34 цифровий відліковий пристрій (рідкокристалічний індикатор); 35 - набірне поле (клавіатура); 36 інтерфейс зв'язку з антеною 37. Причому цифровий вимірювач поверхневої концентрації хлорофілу у листках рослин містить тримач 1 зразка листка рослини, який складається з прямокутної оптично-непрозорої призмиоснови 2 та прямокутної оптично-прозорої призми-кришки 3, джерело оптичного випромінювання 5, мікроконтролер 32, загальну шину 31, цифровий відліковий пристрій 33, інтерфейс зв'язку 35, набірне поле (клавіатуру) 34, два ідентичні оптико-електронні вимірювальні канали 10 і 11, що включають в собі послідовно з'єднані між собою мікрооб'єктиви 14 і 19, оптичні фільтри 15 і 20, імерсійні фотоприймачі 16 і 21, керовані підсилювачі 17 і 22, а 2 UA 102005 C2 5 10 15 20 25 також аналого-цифрові перетворювачі 18 і 23, цифрові входи-виходи яких з'єднані через загальну шину 32 до відповідних входів-виходів порту "А" мікроконтролера 33. Цифрові входивиходи порту "В" підключені до входів-виходів цифрового відлікового пристрою 34, входивиходи порту "С" з'єднані з входами-виходами інтерфейсу зв'язку 36, до виходу якого підключена антена 37. Входи-виходи порту "D" мікроконтролера 33 з'єднані з клавіатурою 35. Крім того, у цифровий вимірювач поверхневої концентрації хлорофілу у листках рослин додатково введені третій ідентичний оптико-електронний вимірювальний канал 13, цифровий вхід-вихід якого підключений до загальної шини 32; послідовно розташовані на основній оптичній осі складена світлоподільна призма 6 з трьома гранями 7, 8 і 9, четвертий мікрооб'єктив 10 та оптично-прозора призма-кришка 3 тримача 1 зразка листка рослини. Цифрові входи-виходи першого, другого та третього цифро-аналогових перетворювачів 29, 30 і 31 з'єднані з загальною шиною 32. Аналогові виходи цифро-аналогових перетворювачів 29, 30 і 31 підключені до відповідних входів керування коефіцієнтом підсилення керованих підсилювачів 17, 22 і 27 кожного з трьох каналів 11, 12 і 13 відповідно. Входи оптикоелектронних вимірювальних каналів 11, 12 і 13 через відповідні грані 7, 8 і 9 світлоподільної призми 6 оптично з'єднані з поверхнею зразка 4 листка рослини, яка оптично підключена через другу грань оптично-прозорої призми-кришки 3 тримача 1 до джерела 5 оптичного випромінювання, вхід керування якого підключений до виходу старшого розряду порту "D" мікроконтролера 33. Робота цифрового вимірювача поверхневої концентрації хлорофілу у листках рослин складається з одного такту вимірювання і одного такту обробки отриманих результатів. Після включення цифрового вимірювача поверхневої концентрації хлорофілу всі функціональні блоки встановлюються у початковий стан. Цифровий відліковий пристрій 34 показує нулі. За командою з мікроконтролера 33 включається джерело оптичного випромінювання 5. Значення коефіцієнтів поглинання хлорофілу і хлорофілу b апріорі відомі за спектральними характеристиками досліджуваних рослин. Апріорі задають значення ' коефіцієнта розсіювання k p та коефіцієнта перекриття kПХ хлоропластами листка рослини, що містять хлорофіл, наприклад kp 0,01 , а kПХ вибирають у межах 0,85 kПХ 0,95(0,99 ). За допомогою набірного поля (клавіатури) 35 ці значення вводять у оперативну пам'ять мікроконтролера 33 в залежності від виду рослини. Спочатку виконується операція корекції значень коефіцієнтів підсилення вимірювальних каналів 11, 12 і 13, відхилення яких від номінальних значень обумовлений дією зовнішніх дестабілізуючих факторів. Автоматична корекція забезпечує встановлення потрібних значень зазначених коефіцієнтів, при яких потужності вихідних оптичних сигналів, що пройшли оптиковимірювальні канали 11, 12 і 13, забезпечують формування на їх виходах напруг одного й того ж ' 30 35 ' значення, наприклад, U0 5B при встановлених значеннях довжин хвиль оптичних фільтрів 15, 20 і 25 з різними коефіцієнтами передачі оптичного випромінювання. Після включення цифрового вимірювача поверхневої концентрації хлорофілу на виходах цифро-аналогових перетворювачів 29, 30 і 31 з'являються коди чисел N01 , N02 і N03 40 (перетворені вихідні напруги U01 , U02 і U03 каналів), що характеризують стан кожного з оптиковимірювальних каналів 11, 12 і 13. Ці коди чисел порівнюються з кодом наперед заданого значення N0 напруги U0 5B . За командою з мікроконтролера 33 на входи цифро-аналогових перетворювачів 29, 30 і 31 послідовно надходять коди чисел до моменту часу встановлення 45 50 55 рівності між собою кодів чисел N01 , N02 і N03 тобто до N01 N02 N03 N0 . При цьому формуються напруги, що забезпечують необхідні коефіцієнти перетворення оптико-електронних каналів 11, 12 і 13 на заданих довжинах хвиль при відсутності зразка досліджуваного зразка листка рослини у тримачі 1. Таким чином здійснюється корекція коефіцієнтів підсилення до потрібних значень до виконання вимірювань. Потік оптичного випромінювання, що генерує джерело 5 оптичного випромінювання у заданому діапазоні довжин хвиль, фокусується через оптично прозору призму-кришку 2 тримача 1 на поверхню зразка 4 листка рослини. Поглинений та відбитий від поверхні зразка 4 під кутом 90° послаблений потік оптичного випромінювання поступає на мікрооб'єктив 10. За допомогою останнього сфокусований та структурований (паралельний) відбитий потік надходить на вхід складеної світлоподільної призми 6 з трьома гранями 7, 8 і 9. Від кожної грані (7, 8 і 9) світлоподільної призми 6 потік 3 UA 102005 C2 оптичного випромінювання ділиться на три складові і надходить у вигляді трьох потоків на відповідні входи мікрооб'єктивів 14, 19 і 24 оптико-вимірювальних каналів 11, 12 і 13 відповідно. З структурованого потоку оптичного випромінювання за допомогою оптичних фільтрів 15, 20 і 25 виділяються спектральні потоки оптичного випромінювання на довжинах хвиль 1 , 2 і 3 , 5 відповідно, і зі смугою пропускання 20 . Зазначені потоки оптичного випромінювання за допомогою імерсійний фотоприймачів 16, 21 і 26 перетворюються у напруги, підсилюються у задане число раз за допомогою керованих підсилювачів 17, 22 і 27. В результаті на входи аналого-цифрових перетворювачів 18, 23 і 28 надходять, відповідно, напруги U1 , U2 і U3 . За 10 допомогою аналого-цифрових перетворювачів 18, 23 і 28 напруги U1 , U2 і U3 перетворюються, відповідно, у коди чисел: [ k s B В ] N1 S1U0 1 k пх е [( k 1C x (C m C x )k p )s x B оп В пз ] (1 k пх )е p x оп пз S1U'01 , (1) де S1 - крутість перетворення аналого-цифрового перетворювача 18; U0 - нормована за ' значенням напруга (U0 U01 S л1k ф1Ф0 ) ; S л1 - крутість перетворення спектрального потоку оптичного випромінювання у напругу на робочій довжині хвилі на момент проведення 15 ' ' вимірювання, причому {Sл1} {Sл1}(1 л1) ; Sл1 - номінальна за значенням крутість потоку оптичного випромінювання у напругу на момент введення в дію засобу вимірювання; л1 {S1} /{Sл1} - відносна похибка перетворення (чутливості) оптико-електронного каналу від зміни параметрів лінійної функції перетворення під дією дестабілізуючих факторів; k 1 коефіцієнти поглинання потоку оптичного випромінювання на робочій довжині хвилі 1 ; k ф1 20 коефіцієнти передачі оптичного фільтра 15 на робочій довжині хвилі; k p - коефіцієнт розсіювання потоку оптичного випромінювання зразком листка заданої площі; s x - площа поверхні зразка листка рослини (нормована за значенням); U'0 - зміщення функції перетворення від дії дестабілізуючих факторів; kПХ - коефіцієнт перекриття хлоропластами зразків листка рослини; 25 [ k s B В ] N2 S 2U0 1 k пх е [( k 2 C x (C m C x )k p )s x B оп В пз ] (1 k пх )е p x оп пз S 2 U'01 , (2) ' де всі позначення ті ж, як у (1), але для довжини хвилі 2 ; U0 U0 2 S л2k ф2Ф0 ; S 2 - крутість ' перетворення аналого-цифрового перетворювача 23; S л2 - крутість перетворення потоку на довжині хвилі 2 ; [ k s B В ] N3 S3U0 1 k пх е [( k 3 C x (1 C x )k p )s 0 B оп В пз ] (1 k пх )е p 0 оп пз S3 U'01 , (3) 30 ' де U0 U03 S л3k ф3Ф0 ; S 3 - крутість перетворення аналого-цифрового перетворювача 28; S'л3 - крутість перетворення потоку на довжині хвилі 3 . Виключають джерело 5 оптичного випромінювання. При нульовому значенні оптичного сигналу вихідну напругу підсилювача 27 третього каналу перетворюють у код числа [k s B В ] N4 S3U00 1 k пх е [( k 3 C x (С m C x )k p )s x B оп В пз ] (1 k пх )е p x оп пз S3 U'01 S3 U'01 , (4) 35 ' де U00 S л3k ф3Ф00 - нульове значення напруги, отримане при нульовому значенні оптичного сигналу, тобто при {Ф00 } 0 . Отримані коди чисел (1), (2), (3) і (4) надходять через загальну шину 32 у оперативну пам'ять мікроконтролера 33 через порт "А". 40 За отриманими результатами вимірювань визначають дійсне значення {C x } чи NCx поверхневої концентрації хлорофілу за рівнянням числових значень, представленим у наявному виді як: 4 UA 102005 C2 N3 N4 ' kкN3kпх N1 N2 [k 1 {Cx } ({Cm } {Cx })k p ]{s x } [k {C } ({Cm } {C x })k p ]{ s x } e e 2 x N0 N4 , (5) (В оп В пз ) ) , що отримане з рівняння вимірювань виду де k к - корегуючий коефіцієнт (k к е N3 N4 N1 N2 [k 1Cx (Cm Сх )k p ]s x [k C (C C )k ]s e e 2 x m x p x ' N0 N4 kкN3kпх . Питома 5 поверхнева концентрація визначається за рівнянням числових значень {Cхп } {Cx } /{sx } . Значення корегуючого коефіцієнта k к визначаються при наявності стандартного зразка листка рослини того ж виду, що досліджується, або при повірці цифрового вимірювача. При наявності випадкових похибок в кожному такті проводять від 10 до 34 чи від 35 до 100 10 вимірювань. Результати статистично оброблюють. Отримані середні значення N0 , N1 , N2 і N3 оброблюють згідно з рівнянням числових значень (4) для визначення усередненого значення поверхневої концентрації хлорофілу у листках рослин. В результаті маємо: N3 N4 ' k к N3k пх N1 N2 e N0 N4 [k 1 {C x } ({Cm } {С х })k p ]{ s x } e [k 2 {C x } ({Cm } {C x })k p ]{ s x } . (6) У цьому випадку питома поверхнева концентрація визначається за рівнянням числових 15 20 25 30 значень {Cхп } {Cx } /{sx } . За допомогою інтерфейсу зв'язку 36 (з антеною 37) здійснюється передача отриманих даних у центральну біологічну лабораторію чи іншим споживачам інформації. Слід зазначити, то автоматичне вирівнювання значень коефіцієнтів підсилення вимірювальних каналів 11, 12 і 13 може здійснюватися один раз на годину чи один раз за зміну, в залежності від умов експлуатації цифрового вимірювача. При умовах експлуатації, що не відповідають нормальним, вирівнювання значень коефіцієнтів підсилення вимірювальних каналів здійснюється кожні 5-10 хвилин. Як видно з рівняння числових значень (5) та (6), результат вимірювання не залежить від довгострокової нестабільності параметрів функції перетворення вимірювальних каналів. Це приводить до підвищення точності вимірювання при мінімально допустимої швидкодії цифрового вимірювача, що дорівнює часу виконання такту вимірювання та такту обчислення проміжних результатів. Таким чином, запропонований цифровий вимірювач поверхневої концентрації хлорофілу у листках рослин забезпечує досягнення поставленої технічної задачі, тобто забезпечує автоматичне зменшення систематичних похибок вимірювання, а при багатократних вимірюваннях і статистичної обробки зменшує й випадкову складову похибки, що підвищує точність вимірювань. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 45 50 Цифровий вимірювач поверхневої концентрації хлорофілу у листках рослин, що містить тримач зразка листка рослини, який складається з прямокутної оптично-непрозорої призми-основи та прямокутної оптично-прозорої призми-кришки, джерело оптичного випромінювання, мікроконтролер, загальну шину, цифровий відліковий пристрій, інтерфейс зв'язку, набірне поле, таке як клавіатура, та два ідентичні оптико-електронні вимірювальні канали, що складаються з послідовно з'єднаних мікрооб'єктива, оптичного фільтра, імерсійного фотоприймача, керованого підсилювача та аналого-цифрового перетворювача, цифрові входи-виходи якого приєднані через загальну шину до відповідних входів-виходів порту "А" мікроконтролера, цифрові входивиходи порту "В" якого підключені до входів-виходів цифрового відлікового пристрою, входивиходи порту "С" мікроконтролера з'єднані з входами-виходами інтерфейсу зв'язку, до виходу якого підключена антена, входи-виходи порту "D" мікроконтролера з'єднані з клавіатурою, який відрізняється тим, що в нього додатково введені третій ідентичний оптико-електронний вимірювальний канал, цифровий вхід-вихід якого підключений до загальної шини, розташовані на основній оптичній осі послідовно з оптично-прозорою призмою-кришкою тримача зразка листка рослини четвертий мікрооб'єктив та складена світлоподільна призма з трьома гранями, та перший, другий і третій цифро-аналогові перетворювачі, цифрові входи-виходи яких з'єднані з загальною шиною, аналогові виходи цифро-аналогових перетворювачів підключені до відповідних входів керування коефіцієнтом підсилення керованих підсилювачів кожного з трьох 5 UA 102005 C2 5 каналів, входи яких через відповідні грані складеної світлоподільної призми, четвертий мікрооб'єктив та першу грань оптично-прозорої призми-кришки тримача оптично з'єднані з поверхнею зразка листка рослини, яка оптично підключена через другу грань оптично-прозорої призми-кришки тримача до джерела оптичного випромінювання, вхід керування якого підключений до виходу старшого розряду порту "D" мікроконтролера . Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюDigital meter for measurement of surface concentration of chlorophyll in plant leaves
Автори англійськоюKondratov Vladyslav Tymofiiovych
Назва патенту російськоюЦифровой измеритель поверхностной концентрации хлорофилла в листьях растений
Автори російськоюКондратов Владислав Тимофеевич
МПК / Мітки
МПК: G01N 21/33, G01N 21/63, G01N 21/64
Мітки: хлорофілу, поверхневої, цифровий, листках, рослин, вимірювач, концентрації
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-102005-cifrovijj-vimiryuvach-poverkhnevo-koncentraci-khlorofilu-u-listkakh-roslin.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Цифровий вимірювач поверхневої концентрації хлорофілу у листках рослин</a>
Попередній патент: Універсальний підсилювач
Наступний патент: Пристрій для виготовлення поглинаючого виробу і спосіб виготовлення такого виробу
Випадковий патент: Електропривод постійного струму