茎流信号采集节点和利用该节点的基于温补偿的热源自适应茎流测量系统技术方案

技术编号:24541320 阅读:41 留言:0更新日期:2020-06-17 14:33
一种茎流信号采集节点,包括包裹于植物茎部的环形的加热片,在加热片外表面环绕设置有热电堆,在植物茎部靠近加热片的上端和下端分别设置有上部热电偶组和下部热电偶组,热电堆、上部热电偶组和下部热电偶组的信号输出端连接信号处理模块,信号处理模块的输出端连接单片机的信号输入端,信号处理模块包括依次连接的放大器、滤波器和模数转换器,单片机连接有与数据处理终端双向通信的无线通信模块,本实用新型专利技术还提供了一种利用茎流信号采集节点的基于温补偿的热源自适应茎流测量系统,包括茎流信号采集节点和数据处理终端,茎流信号采集节点采集温度信息和功率信息,数据处理终端向茎流信号采集节点下发功率控制指令,本实用新型专利技术可保证茎流测量精度。

Stem flow signal acquisition node and adaptive stem flow measurement system based on temperature compensation using this node

【技术实现步骤摘要】
茎流信号采集节点和利用该节点的基于温补偿的热源自适应茎流测量系统
本专利技术属于智能农业设施
,涉及林业生态保护工程、水资源管理、水文学、作物栽培、植物水分关系和植物生物量估算等研究,特别涉及一种茎流信号采集节点和包含该节点的基于温补偿的热源自适应茎流测量系统。
技术介绍
植物茎杆的茎流量是植物重要的生理信息之一,茎流量的获取对植物生理研究和森林植被保护研究有着重要的作用。目前的茎流传感器的测量原理有热脉冲法、热平衡法和热扩散法。热脉冲法需要将温度探头插入茎秆中,热平衡法在测量植物的茎流时在夜间、阴雨天气等蒸腾作用不明显或者外界温度较低的情况下,因横向传导的向外的热量相对较多,而沿植物茎部向上传导热量较小,导致植物茎部径向上的热电偶测得温差较小,从而造成测量不精确。尤其是在茎流较小的情况下,上述方法均无法得到精确结果。同时,现有热平衡法的径流传感器,大多是直接通过热电偶丝将温度的电信号传送至数据处理终端,有线数据传输方式造成一个数据处理终端只能对应较少数量的信号采集节点,对于野外大量的测量时,茎流采集十分不便。...

【技术保护点】
1.一种茎流信号采集节点,其特征在于,包括包裹于植物茎部的环形的加热片(3),在加热片(3)外表面环绕设置有热电堆(4),在植物茎部靠近加热片(3)的上端和下端分别设置有上部热电偶组(1)和下部热电偶组(5)。/n

【技术特征摘要】
1.一种茎流信号采集节点,其特征在于,包括包裹于植物茎部的环形的加热片(3),在加热片(3)外表面环绕设置有热电堆(4),在植物茎部靠近加热片(3)的上端和下端分别设置有上部热电偶组(1)和下部热电偶组(5)。


2.根据权利要求1所述茎流信号采集节点,其特征在于,所述加热片(3)外部紧密包裹设置有泡沫保温层(2),热电堆(4)位于加热片(3)和泡沫保温层(2)之间。


3.根据权利要求2所述茎流信号采集节点,其特征在于,所述加热片(3)、热电堆(4)、上部热电偶组(1)和下部热电偶组(5)均以锂电池为电源,所述锂电池连接有能够为其充电的太阳能发电板。


4.根据权利要求2所述茎流信号采集节点,其特征在于,所述泡沫保温层(2)内部为泡沫绝热材料,外部为银白色阻燃防水保温垫。


5.根据权利要求1所述茎流信号采集节点,其特征在于,所述上部热电偶组(1)和下部热电偶组(5)均由两个热电偶组成,分别测量植物茎部在加热片(3)的上、下四点的温度电信号,所述热电堆(4)为薄膜式热电堆,用于测量横向的温度平均差的电信号。


6.根据权利要求1所述茎流信号采集节点,其特征在于,所述热电堆(4)、上部热电偶组(1)和下部热电偶组(5)的信号输出端连接信号处理模块,信号处理模块的输...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡瑾冯盼张仲雄李斌高攀汪志胜
申请(专利权)人:西北农林科技大学
类型:新型
国别省市:陕西;61

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