树干水分分布监测装置及方法制造方法及图纸

本申请涉及农业科学技术领域，提供一种树干水分分布监测装置及方法，其中，树干水分分布监测装置包括箱体；箱体内设有输送机构和介电测量模块；输送机构和介电测量模块连接；输送机构用于驱动介电测量模块的一端在树干内部移动；介电测量模块用于获取树干内部的水分分布信息。本申请提出的树干水分分布监测装置，可以实时检测树干木质部心材和边材的水分及分布，同时可以获取树干水平方向上木质部不同位置的水分差异，从而提高树干水分分布监测的准确性。的准确性。的准确性。

【技术实现步骤摘要】
树干水分分布监测装置及方法


[0001]本申请涉及农业科学
，具体涉及一种树干水分分布监测装置及方法。

技术介绍

[0002]传统的树干水分监测方法主要包括热电偶湿度计法、压力室测定法、细胞液浓度、植物茎流速率、伽马射线密度测定法和磁共振成像等。但这些方法存在成本高、测量时间滞后、对人体有辐射等一系列缺点。近年来，时域反射传感器(TDR)和频域反射传感器(FDR)先后被尝试用于测量树干水分变化。时域反射法是常用的体积含水率检测方法，该方法通过测量电磁脉冲在传输线上的入射和反射时间差来反演被测物介电常数，再根据经验公式得到含水率值。驻波率法起初用在土壤含水率测量，后来用于活立木树干体积含水率测量。但这两种方法的传感器探头一般是探针式的，且探针长度较短，只测量木质部边材的水分。
[0003]如果探针太长，刺入心材，则测量结果其实是两者含水率的平均值，对于边材和心材来说都不精确，而人为区分边材含水率和心材含水率分别测量，对于大多数普通林业工作者都比较复杂，可操作性不强。除此之外，由于树木不同方向的木质部生长的速度不同，位于南侧的木质部导管系统发达通畅，且南侧的树冠太阳辐射时间长，会导致树干相同高度上不同方位的木质部水分不一致，尤其是南北差异大。因此，传统探针式只能定点测量树干木质部边材的水分，从而导致树干水分测量准确性差。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种树干水分分布监测装置及方法，用以解决树干水分测量准确性差的技术问题。
[0005]本申请实施例提供一种树干水分分布监测装置，包括箱体；所述箱体内设有输送机构和介电测量模块；所述输送机构和所述介电测量模块连接；
[0006]所述输送机构用于驱动所述介电测量模块的一端在树干内部移动；
[0007]所述介电测量模块用于获取所述树干内部的水分分布信息。
[0008]在一个实施例中，所述介电测量模块包括传感器和传感器探头；
[0009]所述传感器和所述传感器探头通过传输线连接；
[0010]所述传感器探头用于在所述树干内部移动，以获取所述树干内部的水分分布信息。
[0011]在一个实施例中，所述传感器探头包括用于作为发射极的第一金属环和用于作为接收极的第二金属环；
[0012]所述第一金属环与所述第二金属环配合构造出闭环电磁场。
[0013]在一个实施例中，所述输送机构包括步进电机、联轴器、滑块、丝杠和多个光轴；
[0014]所述步进电机经所述联轴器与所述丝杠连接；
[0015]所述丝杠与多个所述光轴穿过所述滑块；所述丝杠用于驱动所述滑块移动；
[0016]所述滑块与所述介电测量模块连接，用于带动所述介电测量模块移动。
[0017]在一个实施例中，所述输送机构还包括步进电机座、光轴支撑件和设在所述光轴支撑件上的限位开关；
[0018]所述步进电机座用于固定所述步进电机；
[0019]所述光轴支撑件用于固定多个所述光轴；
[0020]所述限位开关用于对所述滑块进行限位。
[0021]在一个实施例中，所述箱体包括控制箱体以及与所述控制箱体连接的控制箱盖；
[0022]所述控制箱体和所述控制箱盖同一侧分别设有夹具；所述夹具用于将所述箱体固定于树干。
[0023]在一个实施例中，所述箱体还包括控制电路；所述控制电路包括电机驱动模块和采集模块；
[0024]所述电机驱动模块用于驱动所述步进电机；
[0025]所述采集模块用于采集所述介电测量模块的测量信息。
[0026]在一个实施例中，所述箱体还包括电池组；所述电池组用于向所述控制电路供电。
[0027]在一个实施例中，所述箱体设有供所述传感器探头进出的开孔。
[0028]本申请实施例还提供一种树干水分分布监测方法，应用于上述所述的树干水分分布监测装置，包括：
[0029]确定传感器探头的采样信息；
[0030]根据所述采样信息控制所述传感器探头在树干内部移动，以获取所述传感器探头采集的电压信息；
[0031]根据所述电压信息与树干含水量的关联信息确定树干内部的水分分布信息。
[0032]本申请实施例提供一种树干水分分布监测装置及方法，所述树干水分分布监测装置包括箱体；箱体内设有输送机构和介电测量模块；输送机构和介电测量模块连接；输送机构用于驱动介电测量模块的一端在树干内部移动；介电测量模块用于获取树干内部的水分分布信息。本申请提出的树干水分分布监测装置，可以实时检测树干木质部心材和边材的水分及分布，同时可以获取树干水平方向上木质部不同位置的水分差异，从而提高树干水分分布监测的准确性。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1是本申请实施例提供的树干水分分布监测装置的结构俯视示意图；
[0035]图2是本申请实施例提供的控制箱体的结构俯视示意图；
[0036]图3是本申请实施例提供的树干水分分布监测装置的整体安装示意图；
[0037]图4是本申请实施例提供的树干水分分布监测方法的流程示意图；
[0038]附图标记：
[0039]100
‑
树干水分分布监测装置；
[0040]110
‑
箱体；111
‑
输送机构；112
‑
介电测量模块；113
‑
控制箱体；114
‑
控制箱盖；115
‑
控制电路；116
‑
电池组；夹具
‑
117；
[0041]1110
‑
步进电机；1111
‑
联轴器；1112
‑
滑块；1113
‑
丝杠；1114
‑
光轴；1115
‑
步进电机座；1116
‑
光轴支撑件；1117
‑
限位开关；
[0042]1120
‑
传感器；1121
‑
传感器探头；1122
‑
传输线；
[0043]120
‑
树干；130
‑
塑料管。
具体实施方式
[0044]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0045]参考图1至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种树干水分分布监测装置，其特征在于，包括箱体；所述箱体内设有输送机构和介电测量模块；所述输送机构和所述介电测量模块连接；所述输送机构用于驱动所述介电测量模块的一端在树干内部移动；所述介电测量模块用于获取所述树干内部的水分分布信息。2.根据权利要求1所述的树干水分分布监测装置，其特征在于，所述介电测量模块包括传感器和传感器探头；所述传感器和所述传感器探头通过传输线连接；所述传感器探头用于在所述树干内部移动，以获取所述树干内部的水分分布信息。3.根据权利要求2所述的树干水分分布监测装置，其特征在于，所述传感器探头包括用于作为发射极的第一金属环和用于作为接收极的第二金属环；所述第一金属环与所述第二金属环配合构造出闭环电磁场。4.根据权利要求1所述的树干水分分布监测装置，其特征在于，所述输送机构包括步进电机、联轴器、滑块、丝杠和多个光轴；所述步进电机经所述联轴器与所述丝杠连接；所述丝杠与多个所述光轴穿过所述滑块；所述丝杠用于驱动所述滑块移动；所述滑块与所述介电测量模块连接，用于带动所述介电测量模块移动。5.根据权利要求4所述的树干水分分布监测装置，其特征在于，所述输送机构还包括步进电机座、光轴支撑件和设在所述光轴支撑件上...

【专利技术属性】
技术研发人员：程强，吴消同，庞森林，赵瑜，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：