[实用新型]植物茎流传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种植物茎流传感器，尤其涉及一种抗干扰能力高的植物茎流传感器。

背景技术

在测量树木的树干中的水分流动（以下，简称为“茎流”）时，需要用到植物茎流传感器。目前常见的一种植物茎流传感器是由法国人Granier在上世纪80年代提出的Granier热消散探针。这种热消散探针是在热脉冲液流测定技术的基础上利用了双热电偶检测热耗散的原理。

图1中示出了Granier热消散探针的一种常见示例。图1所示的Granier热消散探针包括两根采用了铝制探棒形式的热电偶探针，其中的一根热电偶探针内置电加热器。

测量茎流时，将两根探针一上一下地插入到树干的边材中，其中，内置电加热器的一根探针在上并且在测量前预先加热至预定温度，另一根探针在下作为参照。测量加热后的探针（在上的探针）与参照探针（在下的探针）之间的温差△T。当植物边材内的液体向上流动时，带走探针中的热量，使得上下两根探针之间的温差△T逐渐减小到0。

温差和边材内的茎流之间存在函数关系，这种函数关系可以简称为Granier模型。根据零茎流时的温差和测得的温差，应用Granier模型，可以直接得到每个时刻的茎流速率，再根据边材面积就可以求出茎流通量。

但是，这种现有的Granier热消散探针所产生的信号为非常微弱的热电偶毫伏信号，最大不超过2.5毫伏，极易受到周边信号的干扰。例如，探针所连接的电缆长度越长，电路中的信号传输衰减就越容易造成明显的干扰，导致信号失真，从而无法获取足够精确的测量结果。因此，这种现有的采用了Granier热消散探针的测量设备的抗干扰能力很弱。

实用新型内容

本实用新型为一种植物茎流传感器，其采用了一根内置有加热器和测温元件的探针，并且能够将从探针得到的测量信号处理为预定格式的数字信号，从而克服了传统的热电偶式的双探针容易受到干扰的缺陷。

本实用新型的植物茎流传感器包括至少一根用于插入植物茎部中的探针和用于对从所述探针得到的信号进行处理的信号处理部，所述探针内设置有加热元件和测温元件，其中，所述加热元件在工作时对所述测温元件进行加热并且在达到预定温度后停止加热，所述测温元件根据所检测到的温度产生电信号；所述信号处理部采集所述测温元件产生的所述电信号并对所述电信号进行处理，使得所述电信号成为预定格式的数字信号。

优选地，所述信号处理部将所述电信号处理成为SDI-12格式的数字信号。

优选地，所述探针为多根，并且这些多根探针彼此独立地与同一个信号处理部相连接。

优选地，所述加热元件为电加热器。

优选地，所述植物茎流传感器还包括与所述信号处理部信号连接的数据处理部，所述数据处理部根据所述信号处理部处理后的数字信号计算出被测植物的茎流速率。

附图说明

图1是现有的Granier热消散探针的示例图。

图2是本实用新型的植物茎流传感器的结构模式图。

附图标记说明：

100.信号处理部；200.探针；21.电加热器；22.测温元件；23.探针外壳；201.加热线路；202.数据信号线路。

具体实施方式

以下将参照附图详细说明本实用新型的示例性实施方式。在以下实施方式中，为了说明的方便，以树木作为植物的示例，并以树木的边材中的茎流作为测量对象。

第一实施方式

图1中示出了现有的Granier热消散探针。图2中示出了本实用新型的植物茎流传感器的第一实施方式。

图1中的Granier热消散探针测量的是树木的边材中的茎流，茎流的流动方向如图1中的四个平行的箭头所示为从下向上流动。图2所示的本实施方式的植物茎流传感器也用于测量如图1所示的树木的边材中的茎流。

本实施方式的植物茎流传感器具有信号处理部100和一根探针200。探针200用于插入树木的边材中对茎流的温度进行检测。信号处理部100例如是单片机、微处理器芯片、CPU或其他具有信号处理功能的电路，用于对从探针200得到的信号进行处理。下面将结合图2详细说明信号处理部100和探针200。