一种树木胸径监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种树木胸径监测装置，属于树木监测技术领域，该树木胸径监测装置包括互连的传感器装置和控制模块，所述传感器装置用于监测树木胸径并将监测信号传输给控制模块，由控制模块处理监测信号，所述传感器装置包括直线位移传感器、动尺和定尺，所述动尺和定尺之间连接有弹簧，所述直线位移传感器包括滑片和滑轨，所述直线位移传感器的滑轨设在定尺上，所述直线位移传感器的滑片设在动尺上，所述直线位移传感器的滑片可沿滑轨来回滑动，本实用新型专利技术装置结构设计简单巧妙，适用于树木胸径监测中多种所需量程范围，能够提供精确的树木胸径监测。

A device for monitoring DBH of trees

【技术实现步骤摘要】
一种树木胸径监测装置
本技术属于树木监测
，具体是涉及一种树木胸径监测装置。
技术介绍
在森林资源调查中，胸径是一个重要的的林分测量数据，它是反映活力木质量和生长量的最基本因子之一。树木胸径在树干水分变化时会发生自然收缩和扩张，此外，当树干固定了二氧化碳进而引起树木生长，胸径也会发生变化。对树木胸径进行长期在线监测，有助于了解树木短期的直径变化、长期的生长量和生长速率变化的规律，对于森林培育、森林蓄积量调查等，具有重要的意义。树木胸径最原始、最直接的测量方式是人工用围尺进行测量，这种传统的树木胸径测量主要采用胸径围尺和树木胸径卡尺来实现的，这两种工具还都是人工读数，存在人为误差，耗时费力，效率较低，另一方面这种方法无法精确测量胸径的变化量，也不方便对树木胸径进行在线监测。现有的树木胸径监测设备多采用互相垂直的4个支架将直线位移传感器装夹到树干上，当胸径发生变化时，推动直线位移传感器中的滑片在滑轨上滑动，引起电阻发生变化，根据电阻变化量从而测量得到树干胸径的变化量，从而对树木胸径进行长期在线监测。但是量程窄是这种支架式树木胸径测量仪器的不足。树木胸径随着客观环境因素的变化也在发生变化且变化量多少是不可知的，当树木胸径的范围较宽，而且树木胸径变化较大时，如一些大的古树名木的直径可达1米至2米，由于支架的尺寸固定，很难制造宽量程的仪器，更难适用于后期树木胸径发生变化时的监测。中国专利CN104006784A提出了一种树径生长量精密测量装置，该测量装置包括支架、栅类尺、传感器夹具、微米级位移传感器和信号传输处理电路。支架采用三点法测量直径，由两个部分组装成夹角为90°至150°间的V型体，结合安装在与V型角的对角线重合处的微位移传感器，实现树径的测量。微米级位移传感器及磁栅尺通过信号传输处理电路与上位机之间进行远程数据传输。该装置监测包括两部分部数据第一部分为栅类尺的读数，第二部分为微米级位移传感器的读数，二者之和为最终测量结果，最后通过信号传输电路传输数据信号，得到目标数据。虽然能够测量树木直径，但是并不能做到精确性，因为只有一部分数据可以精确到微米级；另一方面，该装置利用支架和卡尺配合安装在树木上，并不能保证测量时装置的稳定性，从而导致数据监测的不精确性。另一种常用的树木胸径监测方法是采用拉绳式传感器测量树干的周长，进而转换为树木胸径变化值。这种方法将拉绳式传感器绕树干一圈或多圈，树木胸径发生变化时，绳子被拉长，传感器的输出电信号发生改变，从而得到树木胸径变化量，系统的原理如(陈金星,张茂震,赵平安,等.一种基于拉绳传感器的树木直径记录仪[J].西北林学院学报,2013,28(4):188-192.)文章所述。这种方法只需要改变绳子的长度就可以改变仪器的量程，比较适合于设计宽量程的树木胸径监测仪器。但是当设计的量程太大时，由于电路系统中的模数转换器位数固定，将有限的模拟数字转换器位数对应于一个大范围的位移时，仪器的分辨率不高，同样无法精确测量到树木胸径的变化量。实际的情况更是，有的树木胸径很大，但是它在短时间内的变化是有限的，而有的树木胸径很小，但是它在短时间内的变化确实很大的，所以量程的设计遇到了很大的瓶颈。因此，如何设计一种树木胸径监测装置或提出一种树木胸径监测方法是亟需解决的问题。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，现有技术不适合各种量程范围的树木胸径监测，树木胸径监测精度低，本技术提供一种树木胸径监测装置，适用于树木胸径监测中各种所需量程范围，能够提供精确的树木胸径监测。技术方案：为解决上述技术问题，本技术的树木胸径监测装置，包括互连的传感器装置和控制模块，所述传感器装置用于监测树木胸径并将监测信号传输给控制模块，由控制模块处理监测信号。进一步地，所述传感器装置包括直线位移传感器、动尺和定尺，所述动尺和定尺之间连接有弹簧，所述直线位移传感器包括滑片和滑轨，所述直线位移传感器的滑轨设在定尺上，所述直线位移传感器的滑片设在动尺上，所述直线位移传感器的滑片可沿滑轨来回滑动。进一步地，所述定尺上设有定尺端绑带，所述动尺上设有动尺端帮带，所述定尺端绑带和动尺端帮带可相互配合连接。进一步地，所述定尺端绑带上设有连接件一，所述动尺端帮带上设有连接件二，所述连接件一和连接件二均位置可调，所述连接件一和连接件二相互配合连接。进一步地，所述控制模块包括传感器接口电路、单片机和通讯模块，所述传感器接口电路与传感器装置连接，所述传感器接口电路和通讯模块均与单片机连接。进一步地，所述所述控制模块包括传感器接口电路、单片机和通讯模块，所述传感器接口电路与直线位移传感器连接，所述传感器接口电路和通讯模块均与单片机连接。进一步地，所述控制模块包括电源管理电路，该电源管理电路包括依次连接的锂电池和升降压电路，所述升降压电路分别与单片机、通讯模块和传感器接口电路连接。进一步地，所述控制模块包括与单片机连接的温湿度传感器，所述升降压电路与温湿度传感器连接。进一步地，所述电源管理电路包括MOS管控制电路，该MOS管控制电路包括一组MOS管，所述MOS管控制电路分别与单片机、通讯模块和传感器接口电路连接。有益效果：本技术与现有技术比较，具有的优点是：1、本技术的树木胸径监测装置，通过传感器装置和控制模块互相协助，传感器装置用于监测树木胸径变化，并将树木胸径变化数据信号发送给控制模块，控制模块将树木胸径变化数据信号从电压信号转换成电信号，并最终传输至后台，用于后台实时监测树木胸径变化，可以实现实时高精度监测树木胸径变化；2、本技术的树木胸径监测装置，通过传感器装置中的直线位移传感器实现实时监测树木胸径变化，直线位移传感器的滑轨设在定尺上，直线位移传感器的滑片设在动尺上，直线位移传感器的滑片可沿滑轨来回滑动，当树木胸径发生变化时，直线位移传感器的滑片沿滑轨滑动，从而带动动尺与定尺之间产生位移，从而直线位移传感器监测到变化的电压信号，该装置结构设计简单巧妙，可以实现实时高精度监测树木胸径变化；3、本技术的树木胸径监测装置，通过在定尺上设计定尺端绑带，动尺上设计动尺端绑带，定尺端绑带上设计连接件一，动尺端绑带上设计连接件二，连接件一和连接件二均位置可调，确定目标树木树干一周方向时，通过定尺端绑带上的连接件一和动尺端绑带上的连接件二相互配合连接，实现树木胸径监测装置在树木上的有效固定，从而能够根据动尺和定尺的连接端，有效得到树干基础胸径数据，这样可以保证动尺端绑带和定尺端绑带在同一个水平面上，避免两个绑带方向不同导致的测量误差，进一步保证了高精度监测树木胸径变化；另一方面，连接件一和连接件二均位置可调，这样就可以方便地调整量程，监测装置即可以用于测量大胸径的树木，也可以测量小胸径的树木；4、本技术的树木胸径监测装置，通过控制模块中的通讯模块完成监测数据上传后台的功能，首先直线位移传感器监测到变化的电压信号，与直线位移传感器连接的传感器接口电路将电压信号转换为数字信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种树木胸径监测装置，其特征在于，包括互连的传感器装置(10)和控制模块(9)，所述传感器装置(10)用于监测树木胸径并将监测信号传输给控制模块(9)，由控制模块(9)处理监测信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种树木胸径监测装置，其特征在于，包括互连的传感器装置(10)和控制模块(9)，所述传感器装置(10)用于监测树木胸径并将监测信号传输给控制模块(9)，由控制模块(9)处理监测信号。


2.根据权利要求1所述的树木胸径监测装置，其特征在于，所述传感器装置(10)包括直线位移传感器(4)、动尺(2)和定尺(1)，所述动尺(2)和定尺(1)之间连接有弹簧(3)，所述直线位移传感器(4)包括滑片和滑轨，所述直线位移传感器(4)的滑轨设在定尺(1)上，所述直线位移传感器(4)的滑片设在动尺(2)上，所述直线位移传感器(4)的滑片可沿滑轨来回滑动。


3.根据权利要求2所述的树木胸径监测装置，其特征在于，所述定尺(1)上设有定尺端绑带(5)，所述动尺(2)上设有动尺端帮带(6)，所述定尺端绑带(5)和动尺端帮带(6)可相互配合连接。


4.根据权利要求3所述的树木胸径监测装置，其特征在于，所述定尺端绑带(5)上设有连接件一(7)，所述动尺端帮带(6)上设有连接件二(8)，所述连接件一(7)和连接件二(8)均位置可调，所述连接件一(7)和连接件二(8)相互配合连接。
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【专利技术属性】
技术研发人员：王天宇，方益明，冯海林，杜晓晨，夏凯，杨垠晖，
申请(专利权)人：浙江农林大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33