阅读说明：本技术 基于差分电路光纤传感解调的智能光照设备 (intelligent illumination equipment based on differential circuit optical fiber sensing demodulation ) 是由 刘毅 于 2019-08-26 设计创作，主要内容包括：基于差分电路光纤传感解调的智能光照设备,包括：差分电路仪、介质承载装置、信号光发射器、光纤、信号光收集管、光电解调装置、信号光补强装置,信号光发射器连接介质承载装置,介质承载装置连接信号光收集管,信号光收集管连接光纤,光纤连接光电解调装置,光电解调装置连接差分电路仪,差分电路仪连接信号光补强装置,介质承载装置设置有夹具,信号光发射器向植物叶片发射信号光,信号光收集管获取透过植物叶片的信号光,光纤传导信号光收集管收集的信号光,光电解调装置将光纤传导的信号光解调为信号电流,差分电路仪获取信号电流,差分电路仪获取信号电流的方向,信号光补强装置通过信号电流的方向增加信号光强。(Intelligent illumination equipment based on differential circuit optical fiber sensing demodulation includes: a differential circuit instrument, a medium bearing device, a signal light emitter and an optical fiber, the signal light collecting pipe, the photoelectric demodulation device, the signal light reinforcing device, the signal light emitter is connected with the medium bearing device, the medium bearing device is connected with the signal light collecting pipe, the signal light collecting pipe is connected with the optical fiber, the optical fiber is connected with the photoelectric demodulation device, the photoelectric demodulation device is connected with the differential circuit instrument, the differential circuit instrument is connected with the signal light reinforcing device, the medium bearing device is provided with a clamp, the signal light emitter emits signal light to the plant leaf, the signal light collecting pipe obtains the signal light penetrating through the plant leaf, the optical fiber conducts the signal light collected by the signal light collecting pipe, the photoelectric demodulation device demodulates the signal light conducted by the optical fiber into signal current, the differential circuit instrument obtains the direction of the signal current, and the signal light reinforcing device increases the.)

基于差分电路光纤传感解调的智能光照设备

技术领域

本发明涉及光纤传感领域，尤其涉及基于差分电路光纤传感解调的智能光照设备。

背景技术

大量的实验结果证明，采用补光措施不仅可以满足温室大棚反季节作物正常生长的需要，而且可以产生如下的效果：作物整体长势明显加强，果实丰满有光泽，含糖量增加，可明显提升产品质量。补光可以保证产品按事先计划的时间交货上市，保持价格优势。

目前，多数温室大棚中采用的光照装置都是根据大棚的面积在大棚顶部设置一部或者多部补光灯，这种方式虽然能保证在需要补光时大部分作物能处于补光灯的覆盖范围内，但是仍然有部分区域无法被补光灯覆盖，即形成了补光死角，甚至部分温室大棚为了降低成本的考虑，补光灯之间的间隔较大，也会导致补光灯之间的区域形成补光死角；而且这种方式通常都是位于补光灯正下方的光照强度最强，越远离补光灯光照强度越弱，而补光灯的位置又是始终如一的不变，故会导致不同受面的作物得到的光照强度不一致，导致产品质量无法得到保障。

发明内容

发明目的：

针对不同受面的作物得到的光照强度不一致，导致产品质量无法得到保障的问题，本发明提供一种基于差分电路光纤传感解调的智能光照设备。

技术方案：

一种基于差分电路光纤传感解调的智能光照设备，用于调整农业生产时所需的光照，包括：差分电路仪、介质承载装置、信号光发射器、光纤、信号光收集管、光电解调装置、信号光补强装置，所述信号光发射器连接所述介质承载装置，所述介质承载装置连接所述信号光收集管，所述信号光收集管连接所述光纤，所述光纤连接所述光电解调装置，所述光电解调装置连接所述差分电路仪，所述差分电路仪连接所述信号光补强装置，所述介质承载装置设置有夹具，所述夹具用于夹持植物叶片，所述信号光发射器向植物叶片发射信号光，所述信号光收集管获取透过植物叶片的信号光，所述光纤传导所述信号光收集管收集的信号光，所述光电解调装置将所述光纤传导的信号光解调为信号电流，所述差分电路仪获取所述信号电流，所述差分电路仪获取所述信号电流的方向，所述信号光补强装置通过所述信号电流的方向增加信号光强。

作为本发明的一种优选方式，所述差分电路仪的中心高度、介质承载装置的中心高度、信号光发射器的中心高度、信号光收集管的中心高度一致。

作为本发明的一种优选方式，所述信号光发射器连接有扩束器以及集束器，所述扩束器用于将所述信号光发射器发射的信号光扩束，所述集束器用于将扩束后的信号光集束。

作为本发明的一种优选方式，所述介质承载装置设置有两个夹具，所述差分电路仪设置有对应于所述夹具的两个电流进口，所述电流进口连接所述光电解调装置。

作为本发明的一种优选方式，所述光电解调装置设置有光纤接入口以及电流出口，所述光纤接入口连接所述光纤，所述电流出口连接所述光电解调装置的所述电流进口，所述光纤接入口与所述电流进口一一对应。

作为本发明的一种优选方式，所述信号光收集管设置有光通孔以及散射面，所述光通孔用于提供所述信号光发射器发射的信号光中的准直部分，所述散射面用于将所述信号光发射器发射的信号光中的非准直部分散射，所述散射面围绕所述光通孔设置。

作为本发明的一种优选方式，所述信号光补强装置连接所述信号光发射器，所述信号光补强装置通过所述差分电路仪的最终输出电流判断需要补强的信号光位置，所述信号光补强装置增大所述需要补强的信号光位置的信号光。

作为本发明的一种优选方式，所述信号光发射器外接室内灯源控制系统，所述室内灯源控制系统用于控制室内光线强度，所述室内灯源控制系统分为两个方向的光源，所述光源分队对应所述差分电路仪的两个分差电流源。

作为本发明的一种优选方式，所述室内灯源控制系统控制所述信号光补强装置补强的信号光位置对应的光源大小。

作为本发明的一种优选方式，所述室内灯源控制系统控制的光源强度与所述信号光发射器发射的信号光光强以及所述信号光补强装置补强的信号光光强成正比。

本发明实现以下有益效果：

1.通过光纤解调植物叶面不同受面接受的光照量，从而解决不同受面的作物得到的光照强度不一致，导致产品质量无法得到保障的问题。

2.通过光纤传导信号光进行光电解调，使得信号光能够保真，信号光不会被外界光线或者自身的折射散射问题影响，从而使得解调结果更加稳定。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明差分电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参考图为图1、图2。

本实施例提供一种基于差分电路光纤传感解调的智能光照设备，用于调整农业生产时所需的光照，包括：差分电路仪1、介质承载装置2、信号光发射器3、光纤4、信号光收集管5、光电解调装置6、信号光补强装置7。

所述信号光发射器3连接所述介质承载装置2，所述介质承载装置2连接所述信号光收集管5，所述信号光收集管5连接所述光纤4，所述光纤4连接所述光电解调装置6，所述光电解调装置6连接所述差分电路仪1，所述差分电路仪1连接所述信号光补强装置7，所述介质承载装置2设置有夹具8，所述夹具8用于夹持植物叶片，所述信号光发射器3向植物叶片发射信号光，所述信号光收集管5获取透过植物叶片的信号光，所述光纤4传导所述信号光收集管5收集的信号光，所述光电解调装置6将所述光纤4传导的信号光解调为信号电流，所述差分电路仪1获取所述信号电流，所述差分电路仪1获取所述信号电流的方向，所述信号光补强装置7通过所述信号电流的方向增加信号光强。

作为本发明的一种优选方式，所述差分电路仪1的中心高度、介质承载装置2的中心高度、信号光发射器3的中心高度、信号光收集管5的中心高度一致。

作为本发明的一种优选方式，所述信号光发射器3连接有扩束器9以及集束器10，所述扩束器9用于将所述信号光发射器3发射的信号光扩束，所述集束器10用于将扩束后的信号光集束。

作为本发明的一种优选方式，所述介质承载装置2设置有两个夹具8，所述差分电路仪1设置有对应于所述夹具8的两个电流进口，所述电流进口连接所述光电解调装置6。

作为本发明的一种优选方式，所述光电解调装置6设置有光纤4接入口以及电流出口，所述光纤4接入口连接所述光纤4，所述电流出口连接所述光电解调装置6的所述电流进口，所述光纤4接入口与所述电流进口一一对应。

作为本发明的一种优选方式，所述信号光收集管5设置有光通孔以及散射面，所述光通孔用于提供所述信号光发射器3发射的信号光中的准直部分，所述散射面用于将所述信号光发射器3发射的信号光中的非准直部分散射，所述散射面围绕所述光通孔设置。

作为本发明的一种优选方式，所述信号光补强装置7连接所述信号光发射器3，所述信号光补强装置7通过所述差分电路仪1的最终输出电流判断需要补强的信号光位置，所述信号光补强装置7增大所述需要补强的信号光位置的信号光。

作为本发明的一种优选方式，所述信号光发射器3外接室内灯源控制系统，所述室内灯源控制系统用于控制室内光线强度，所述室内灯源控制系统分为两个方向的光源，所述光源分队对应所述差分电路仪1的两个分差电流源。

作为本发明的一种优选方式，所述室内灯源控制系统控制所述信号光补强装置7补强的信号光位置对应的光源大小。

作为本发明的一种优选方式，所述室内灯源控制系统控制的光源强度与所述信号光发射器3发射的信号光光强以及所述信号光补强装置7补强的信号光光强成正比。

在具体实施过程中，在进行光照调整时，获取一片植物叶片，并分成两份，并用介质承载装置2上的夹具8夹持两部分植物叶片，信号光发射器3发射信号光，信号光通过扩束器9，使得信号光中原本发散的光的发散角度变得更大，信号光经过扩束器9后进入集束器10，集束器10将发散过后的光集束，从而从信号光发射器3发射至植物叶片上，经由植物叶片对光的吸收以及透光，一部分信号光照射至信号光收集管5。

由于信号光收集管5设置有光通孔以及散射面，而且在集束器10集束后，通过植物叶片的信号光会进一步受到散射，因此，散射面会将散射光进一步散射，使得散射光进一步发散，减少散射光对信号光中心的准直光的影响，信号光中心的准直光会进入光通孔，光通孔收取准直的信号光后将信号光传输至连接的光纤4中，光纤4传输信号光。

光纤4连接于光纤4接入口，信号光通过光纤4进入光电解调装置6，光电解调装置6将信号光解调至电信号，电信号即电流信号，电流信号经由光电解调装置6的电流出口流出并流入连接于电流出口的差分电路仪1的电流进口中。

对于差分电路仪1，两个电流进口分别作为差分电路两端的电压输入的电流值进行电流输入，电流信号的差值电流就作为差分电路仪1的最终输出信号。电流具有方向，因此，最终输出信号的方向即可代表那一侧的输入电流较大，通过较大的输入电流的一侧判断信号光的输入大小，通过信号光的输入大小判断两个夹具8上的叶片的透光率，通过透光率判断此时叶片两面对光的吸收程度，从而加强弱侧的光源。

对于加强光源的大小，通过信号光补强装置7逐渐增大弱侧的信号光发射器3发射的信号光的大小，直到差分电路仪1中的电流归零，从而获取弱侧信号光发射器3被信号光补强装置7调整的信号光的大小，并通过该信号光的大小调整室内的光源的大小。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。