树干边材厚度的测量装置、测控方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种树干边材厚度的测量装置、测控方法及装置，树干边材厚度的测量装置包括：测量探头、介电测量模块、多路切换模块及控制模块；测量探头包括电极板及布置在电极板上的多组电极对；介电测量模块包括介电测量电路板、信号发射器和信号接收器，信号发射器和信号接收器能够与多组电极对当中的至少一个连接；多路切换模块与介电测量模块、测量探头连接，用于切换与信号发射器和信号接收器连接的电极对；控制模块与介电测量模块、多路切换模块连接。本发明专利技术通过介电法来实现对待测树干的导水边材厚度的微创活体原位检测，操作简单，成本较低，实现了在无需大规模破坏性取样的基础上自动、连续、精准地测量树干边材的厚度。精准地测量树干边材的厚度。精准地测量树干边材的厚度。

【技术实现步骤摘要】
树干边材厚度的测量装置、测控方法及装置


[0001]本专利技术涉及农业和林业测量
，尤其涉及一种树干边材厚度的测量装置、测控方法及装置。

技术介绍

[0002]树干由外到内大致可分为树皮和木质部两部分，大部分木质部包括心材和边材。边材靠近树皮的部分，承担树木输导水分的作用；心材位于边材内部，不具备导水功能。通常情况下，心材颜色较深，边材颜色较浅。边材厚度是测量边材流量的常用参数，边材流量又是环境模型、气候变化分析、水文水平衡和水
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植物关系的输入数据。因此，边材厚度的精确测会直接关系到后续实验的准确度。
[0003]目前，传统的测量边材厚度的方法是用肉眼辨别边材和心材的边界，浅色区域位于树干的最外面部分，深色区域位于树干的最里面部分，对于大多数树种来说，浅色的半透明区域被认为是边材。但上述解剖学假设并不严格适用于每个物种，并且由于边材和心材过渡带和边材或心材颜色相同，这会导致高估或者低估边材厚度。
[0004]相关技术中，采用计算机断层扫描和微波扫描确定边材厚度，但该方法使用起来既步骤复杂且成本昂贵。
[0005]采用染色法通过生物染色剂对活跃的边材薄壁细胞染色，可以区分出活跃导水边材部分。从理论上讲，注入树干的染料应该沿着液流从树干底部流向树顶，但由于树龄和生理特征会阻碍染料的上升，测量缓慢。如果该方法在伐树后进行染色，伐树不仅耗时费力，而且破坏了试验样树，直接中断了后续的实验，许多情况下也不允许伐树。
[0006]综上，现有的树干边材厚度的测量装置及方法较为复杂，难以兼顾测量成本与测量结构的准确度。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种树干边材厚度的测量装置、测控方法及装置，用以解决现有技术中树干边材厚度的测量较为复杂，难以兼顾测量成本与测量结构的准确度的缺陷。
[0008]本专利技术提供一种树干边材厚度的测量装置，包括：测量探头、介电测量模块、多路切换模块及控制模块；测量探头包括电极板及布置在所述电极板上的多组电极对，所述测量探头能够插入待测树干内部；介电测量模块包括介电测量电路板、信号发射器和信号接收器，所述信号发射器和所述信号接收器能够与所述多组电极对当中的至少一个连接；多路切换模块与所述介电测量模块、所述测量探头连接，用于切换与所述信号发射器和所述信号接收器连接的电极对，以形成不同介电测量通道；控制模块与所述介电测量模块、所述多路切换模块连接。
[0009]根据本专利技术提供的一种树干边材厚度的测量装置，所述电极对包括：第一电极和第二电极；第一电极用于与所述信号发射器连接；第二电极用于与所述信号接收器连接。
[0010]根据本专利技术提供的一种树干边材厚度的测量装置，所述第一电极和所述第二电极
平行且正对布置在所述电极板上。
[0011]根据本专利技术提供的一种树干边材厚度的测量装置，所述信号发射器为脉冲电磁波发射器，所述信号接收器为脉冲电磁波接收器。
[0012]本专利技术还提供的一种树干边材厚度的测量装置的测控方法，包括：接收第一输入；基于所述第一输入，按预设时间间隔控制介电测量模块发射激励信号，以获取多组电极对在不同时间的实时电压值；基于所述实时电压值，获取所述多组电极对在不同时间的含水量；基于所述不同时间的含水量，获取所述待测树干边材厚度。
[0013]根据本专利技术提供的一种树干边材厚度的测量装置的测控方法，所述按预设时间间隔控制介电测量模块发射激励信号，以获取多组电极对在不同时间的实时电压值，包括：控制信号发射器按预设时间间隔向所述待测树干发射激励信号；基于所述激励信号和信号接收器的响应信号，获取多组电极对所在位置的实时阻抗值；基于所述实时阻抗值，获取多组电极对所在位置的实时介电常数；基于所述实时介电常数，获取多组电极对在不同时间的实时电压值。
[0014]根据本专利技术提供的一种树干边材厚度的测量装置的测控方法，所述基于所述实时电压值，获取所述多组电极对在不同时间的含水量，包括：获取标准含水量和标准电压值关系曲线；将所述实时电压值所述标准含水量和标准电压值关系曲线比较，获取所述实时电压值对应的含水量。
[0015]根据本专利技术提供的一种树干边材厚度的测量装置的测控方法，所述基于所述不同时间的含水量，获取所述待测树干边材厚度，包括：当所述含水量有日变化且较大时，确定测量所述含水量的电极对的所在位置为边材；基于所述电极对的所在位置，确定所述边材厚度。
[0016]本专利技术还提供的一种树干边材厚度的测量装置的控制装置，包括：接收模块，用于接收第一输入；第一获取模块，用于基于所述第一输入，按预设时间间隔控制介电测量模块发射激励信号，以获取多组电极对在不同时间的实时电压值；第二获取模块，用于基于所述实时电压值，获取所述多组电极对在不同时间的含水量；第三获取模块，用于基于所述不同时间的含水量，获取所述待测树干边材厚度。用于接收第一输入。
[0017]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述树干边材厚度的测量装置的测控方法。
[0018]本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述树干边材厚度的测量装置的测控方法。
[0019]本专利技术还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述树干边材厚度的测量装置的测控方法。
[0020]本专利技术提供的树干边材厚度的测量装置、测控方法及装置，通过设置测量探头、介电测量模块、多路切换模块和控制单元，由信号发射器发送激励信号，激励信号经过待测树干内部后又被信号接收器接收，转换为电压值输出。通过输出的电压值反映待测树干的含水量情况，多路切换模块将介电测量模块的信号切换到不同的介电测量通道，实现对待测树干不同深度的含水量的测量，进而可以根据待测树干含水量分布和含水量日变化的情况，区分边材和心材，从而获取树干边材的厚度。以上，本专利技术通过介电法来实现对待测树
干的导水边材厚度的微创活体原位检测，操作简单，成本较低，可应用于不同直径的树干测量，实现了在无需大规模破坏性取样的基础上自动、连续、精准地测量树干边材的厚度。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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。
[0022]图1是本专利技术一些实施例提供的树干边材厚度的测量装置的结构示意图；
[0023]图2是图1中A处的放大图；
[0024]图3是本专利技术一些实施例提供的树干边材厚度的测量装置的测控方法的流程示意图；
[0025]图4是本专利技术一些实施例提供的树干边材厚度的测量装置的控制装置的结构示意图；
[0026]图5是本专利技术一些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种树干边材厚度的测量装置，其特征在于，包括：测量探头，包括电极板及布置在所述电极板上的多组电极对，所述测量探头能够插入待测树干内部；介电测量模块，包括介电测量电路板、信号发射器和信号接收器，所述信号发射器和所述信号接收器能够与所述多组电极对当中的至少一个连接；多路切换模块，与所述介电测量模块、所述测量探头连接，用于切换与所述信号发射器和所述信号接收器连接的电极对，以形成不同介电测量通道；控制模块，与所述介电测量模块、所述多路切换模块连接。2.根据权利要求1所述的树干边材厚度的测量装置，其特征在于，所述电极对包括：第一电极，用于与所述信号发射器连接；第二电极，用于与所述信号接收器连接。3.根据权利要求2所述的树干边材厚度的测量装置，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极平行，且所述第一电极和所述第二电极相对应。4.根据权利要求1所述的树干边材厚度的测量装置，其特征在于，相邻所述电极对间隔预设距离，所述多组电极对以所述预设距离等间距排布。5.根据权利要求1至4任一项所述的树干边材厚度的测量装置，其特征在于，所述信号发射器为脉冲电磁波发射器，所述信号接收器为脉冲电磁波接收器。6.一种如权利要求1至5任一项所述的树干边材厚度的测量装置的测控方法，其特征在于，包括：接收第一输入；基于所述第一输入，按预设时间间隔控制介电测量模块发射激励信号，以获取多组电极对在不同时间的实时电压值；基于所述实时电压值，获取所述多组电极对在不同时间的含水量；基于所述不同时间的含水量，获取待测树干边材厚度。...

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