[发明专利]一种基于压力补偿的活立木茎干含水率无损检测装置

说明书

本发明提供一种基于压力补偿的活立木茎干含水率无损检测装置，包括：固定模块、含水率检测模块、压力检测模块、信号放大模块、中央控制模块、调节模块和电源模块，固定模块用于与茎干连接固定，含水率检测模块和压力检测模块分别通过信号放大模块与中央控制模块电连接，调节模块与中央控制模块电连接，并与固定模块连接，用于根据中央控制模块的控制指令调节固定模块对茎干施加的压力。本发明提供的基于压力补偿的活立木茎干含水率无损检测装置，能够通过含水率检测模块获得活立木茎干的含水率信息，同时，能够避免影响树木生长，维持相同的接触程度，保证测量结果的准确性。

技术领域

本发明涉及林区树木检测技术领域，尤其涉及一种基于压力补偿的活立木茎干含水率无损检测装置。

背景技术

水分是维持树木正常生理活动的基础，如呼吸作用、光合作用、蒸腾作用等均与水有着紧密的联系，树木体内存在明显的水分代谢过程。活立木体内的水分一旦供应不足，就会影响其正常生命活动，甚至导致死亡。有关研究表明树木的水分信息与其生命状态密切相关，其中茎干含水率是一重要的水分信息。因此对活立木茎干的含水率进行实时准确的检测，对指导林区树木种植、灌溉策略的制定等具有重要意义。

目前，市场上已有的活立木茎干含水率传感器由于检测原理不同导致测量结果差异较大，其中应用较多的是TDR技术，但基于该技术研制的传感器为探针式，测量时需将探针插入茎干，会对树木造成一定程度的破坏，此外其生产成本较高,难以大规模应用于实际生产。近年来，由于相对低的成本，基于SWR技术研制的活立木茎体水分传感器逐渐发展，但现有的基于SWR技术的活立木茎干含水率无损传感器仍然存在一些不足之处：

活立木茎干含水率无损传感器采用环形探测金属环，工作时探测环要紧箍在树干表面，随着树木生长，若不人为松动放大探测环，则会严重影响树木的正常生长。

其次，探头与茎干间接触程度不同会对测量结果造成影响。

发明内容

本发明提供一种基于压力补偿的活立木茎干含水率无损检测装置，用以解决现有技术中活立木茎干含水率检测时影响树木生长且测量结果受接触程度影响的问题。

本发明提供一种基于压力补偿的活立木茎干含水率无损检测装置，包括：固定模块、含水率检测模块、压力检测模块、信号放大模块、中央控制模块、调节模块和电源模块，所述固定模块用于与茎干连接固定，所述含水率检测模块用于获取茎干的含水率信息，所述压力检测模块用于获取所述含水率检测模块与茎干之间的压力信息，所述含水率检测模块和所述压力检测模块分别通过所述信号放大模块与所述中央控制模块电连接，所述调节模块与所述中央控制模块电连接，并与所述固定模块连接，用于根据所述中央控制模块的控制指令调节所述固定模块对所述茎干施加的压力。

根据本发明提供的一种基于压力补偿的活立木茎干含水率无损检测装置，所述含水率检测模块包括信号发生单元、传输单元、检波单元和测量探针，所述信号发生单元及所述测量探针分别与所述传输单元电连接，所述传输单元与所述检波单元信号连接，所述检波单元与所述信号放大模块信号连接。

根据本发明提供的一种基于压力补偿的活立木茎干含水率无损检测装置，所述测量探针包括第一弧形探针和第二弧形探针，所述第一弧形探针和所述第二弧形探针上分别设置有螺杆，并通过所述螺杆与所述传输单元上对应的接口连接。

根据本发明提供的一种基于压力补偿的活立木茎干含水率无损检测装置，所述压力检测模块采用压阻型压力传感器，所述压阻型压力传感器的探测端位于所述第一弧形探针和所述第二弧形探针之间，且与所述第一弧形探针和所述第二弧形探针的内凹面处于同一平面内。

根据本发明提供的一种基于压力补偿的活立木茎干含水率无损检测装置，所述固定模块包括安装箱和固定带，所述测量探针和所述压力检测模块设置在所述安装箱的同一侧，所述固定带的一端与所述安装箱固定连接，另一端连接所述调节模块，所述调节模块适于调节所述固定带在所述测量探针背离所述安装箱的一侧的长度。