[发明专利]一种可燃物含水率测量传感系统

说明书

本发明涉及一种可燃物含水率测量传感系统，包括：传感探测单元，用于检测待测含水率的物体的反射频率和所述待测含水率的物体所在环境的土壤的反射频率；主控单元，用于控制所述传感探测单元，并发送所述传感探测单元检测到的检测数据；计算单元，用于接收所述检测数据，并对所述检测数据进行温度补偿，结合气象因子对所述温度补偿后的检测数据进行环境补偿处理，得到所述物体的最终含水率。本发明能够长期无人值守地监测可燃物含水率。

技术领域

本发明涉及林火预警技术领域，特别是涉及一种可燃物含水率测量传感系统。

背景技术

森林是世界上一类非常重要的生态系统，它不仅在改善人类居住环境、提供资源与栖息地等方面为人类带来极大的社会价值，更是在保护物种、防风固沙、改变气候、涵养水源等方面带来巨大的自然价值，被誉为“地球之肺”。一旦发生森林火灾，将会对生态系统和人类造成巨大的危害和损失。因此，预防、早期发现和抑制森林火灾仍然是一项非常重要而艰巨的任务。

林火预警和监测是森林防火工作中的两大重要内容，进行灾前预测和灾时监测是保护森林资源的核心。传统的森林防火手段主要是兴建瞭望塔实现高处瞭望、地面巡视和视频监控等，但是绝大多数的森林位于生活条件极差的偏远地区，地形复杂，山势陡峭，难以实现全面的观测和巡视，且这几种方法需要一定的人工投入，漏报率高，误差大；相较而言，飞机高空巡视虽然能够较为全面地巡查林区，排除盲点，但是该方法资金投入大，价格昂贵，工作繁杂，且同样存在漏报现象。而随着计算机和无线传感器等高新技术的迅猛发展，基于无线多传感器网络技术的森林火灾实时监测系统的研究设计成为热点。无人值守的无线传感器系统可以自由布置在监测林区内，从而方便快捷地实现实时的各项林火因子的大范围监测，为林火的预报模型提供包括温度湿度、风速风向、含水率等信息，因而，逐渐成为林火研究工作的主流。

而在森林和草原火灾预测预报技术方面，现有的模型一般都基于著名的火灾三角模型，将气候、地形和可燃物作为评估森林火灾风险的3个重要指标。气候和地形信息获取相对容易，因此如何获得准确的植被冠层可燃物信息成为评估野火风险的关键。可燃物含水率也称可燃物湿度，可燃物含水率的变化影响了可燃物的着火点等燃烧特性而对火灾的发生与蔓延产生重大影响；且水分的冷却效应还可以减少可燃物自身的热量，使得维持可燃物燃烧需要外界提供更多的热量。因此，根据可燃物含水率可以预测火险等级，估计火灾的发生与蔓延程度，还可以预测火灾燃烧释放的能量大小和森林过火面积。准确的可燃物含水率数据的实时获取及监测不仅能够为扑火工作提供参考，还可以根据可燃物的含水率确定营林计划火烧等林火管理工作。然而，现有的林下可燃物含水率的探测系统仍然存在准确性不足、时空分辨率较低、设备部署困难等缺陷，无法得到准确实时的可燃物含水率数据。