樹徑生長量精密測量裝置製造方法
2023-07-08 13:49:06 1
樹徑生長量精密測量裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種植物樹徑生長量精密測量裝置，裝置能夠實時測量樹木直徑，減少測量誤差。測量裝置包括支架、柵類尺、傳感器夾具、微米級位移傳感器傳感器和信號傳輸處理電路。支架採用三點法測量直徑，由兩個部分組裝成夾角為90°至150°間的V型體，結合安裝在與V型角的對角線重合處的微位移傳感器，實現樹徑的測量。微米級位移傳感器及磁柵尺通過信號傳輸處理電路與上位機間進行遠程數據傳輸。本發明能夠穩定實時地同時測量樹徑及其微變化量，減少測量誤差。該裝置對植物的壓力小，同時結構簡單使用方便，質量輕體積小，易攜帶。
【專利說明】樹徑生長量精密測量裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及測試計量【技術領域】，具體涉及一種植物樹徑生長量精密測量裝置。
【背景技術】
[0002]森林是地球上生命的源泉，是人類生存的必要條件，森林為人類健康及居住環境提供了保障。為保護植物的現狀及長遠發展，必須對各環境因素對植物生長的影響進行研究。在此之中對植物生長量，尤其是樹木直徑增長量的測量尤為重要。植物樹徑生長量與所在生長環境密切相關，其縱向與橫向生長速率及樹徑彎曲程度直接反映植物的生長狀況，通過檢測樹徑縱向與橫向生長速率及樹徑彎曲變化量不僅能夠獲知植物生長狀況，還能夠結合群體同化箱研究環境對植物生長量的影響。
[0003]現有測量方法中，樹木直徑的測量主要分為兩種:(I)支架式樹徑測量裝置，主要採用相互垂直的四個支架將直線位移傳感器裝夾到樹幹上，但由於裝配誤差的存在使得該方法只能獲得某一條直徑或者弦線的數據，存在較大誤差。同時，夾緊時易造成夾具過緊影響樹徑測量準確度，此外風大時易造成的裝置傾斜，也會增加增大誤差；(2)拉繩式樹徑測量裝置，主要通過拉繩傳感器進行測量。其中，由於拉繩傳感器是通過切向拉力固定，鋼絲繩對樹的壓力取決於樹的大小。若樹徑差異大，測量結果之間則可比性差。因此有必要設計一個多支點式的測量裝置，用以穩定精確的測量樹徑值以及樹徑的實時變化量，該裝置對植物的壓力小，同時結構方便，易於攜帶。
【發明內容】
[0004]針對植物樹徑精密測量的現有技術的不足，本發明提供一種植物樹徑生長量精密測量裝置，該裝置能夠實時測量樹木直徑，減少測量誤差。
[0005]為了解決上述存在的技術問題，本發明採用下述技術方案:
[0006]本發明包括定位支架、測量單元和信號傳輸處理電路。
[0007]所述定位支架呈V型，其張角為90°?150°，其中一條邊的末端裝有可調節夾具，另一條邊的末端裝有測量單元，所述的定位支架每條邊與樹木接觸處裝有不易磨損的不鏽鋼片，從而形成兩個接觸測量點。
[0008]所述測量單元包括傳感器支架、微米級位移傳感器、傳感器夾具、柵類尺動尺、直線導軌和柵類尺定尺；直線導軌垂直固定在定位支架上，利用與其相配合的滑軌滑塊控制傳感器夾具及柵類尺動尺的運動，其中柵類尺動尺與柵類尺定尺配合，柵類尺定尺與直線導軌平行，傳感器夾具的一端裝柵類尺動尺，傳感器夾具的另一端裝傳感器夾具，所述傳感器支架與V型定位支架將測量裝置裝夾在樹幹上，所述傳感器支架與樹木接觸處設置有橡膠墊，所述微米級位移傳感器與信號傳輸處理電路信號連接。
[0009]所述微米級位移傳感器安裝在定位支架張角相對的直徑測量點處，其測頭位移方向與張角的平分線相重合，從而形成第三接觸測量點。
[0010]該裝置測量範圍為60-200_，實現兩個參數的測量，即樹徑的靜態測量及樹徑每日、每月或季微變化量的動態測量，其測量結果由兩部分組成:第一部分為柵類尺的讀數，第二部分為微米級位移傳感器的讀數，二者之和為測量結果。
[0011]本發明的有益效果:
[0012](I)測量裝置有兩個參數，分別為樹幹直徑及樹幹直徑的實時微變化量。
[0013](2)適用於植物的生長量測量問題，測量範圍大，對樹幹表面要求低。
[0014](3)機械結構簡單使用方便並且質量輕體積小，方便攜帶且夾具對樹幹傷害小。
[0015](4)採用微米級位移傳感器，靈敏度和分辨力高，工作壽命長，能實現信息的遠距離傳輸。
[0016](5)可直接顯示樹幹直徑、周長等數據，測量結果簡潔明了，清晰易讀。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明的原理圖；
[0018]圖2為本發明的俯視圖；
[0019]圖中:1、第一鎖緊旋鈕；2、上支架；3、不鏽鋼片；4、下支架；5、可調節夾具；6、橡膠墊；7、第二鎖緊旋鈕；8、傳感器支架；9、微米級位移傳感器；10、傳感器夾具；11、柵類尺動尺；12、直線導軌；13、柵類尺定尺。
[0020]圖3為本發明的主視圖；
[0021]圖中:1、第一鎖緊旋鈕；4、支架b ;6、橡膠墊；7、第二鎖緊旋鈕；8、傳感器支架；9、微米級位移傳感器；10、傳感器夾具；12、直線導軌；14、蓋；15、鎖緊螺母；17、螺柱。
[0022]圖4為本發明的左視圖。
[0023]圖中:1、第一鎖緊旋鈕；2、上支架；4、下支架；5、可調節夾具；7、第二鎖緊旋鈕；
8、傳感器支架；10、傳感器夾具；11、柵類尺動尺；12、直線導軌；13、柵類尺定尺；14、蓋；15、鎖緊螺母；16、滑軌滑塊；17、螺柱。
【具體實施方式】
[0024]本發明【具體實施方式】植物直徑生長量精密測量裝置，根據樹木直徑變化量與其裝置機械結構的函數關係而設計的，以下結合附圖對本發明作進一步描述。
[0025]如圖1所示，為植物直徑生長量精密測量裝置的原理，可推導出如式(I)公式:
[0026]
【權利要求】
1.樹徑生長量精密測量裝置，包括定位支架、測量單元和信號傳輸處理電路，其特徵在於: 所述定位支架呈V型，其張角為90°?150°，其中一條邊的末端裝有可調節夾具，另一條邊的末端裝有測量單元，所述的定位支架每條邊與樹木接觸處裝有不易磨損的不鏽鋼片，從而形成兩個接觸測量點； 所述測量單元包括傳感器支架、微米級位移傳感器、傳感器夾具、柵類尺動尺、直線導軌和柵類尺定尺；直線導軌垂直固定在定位支架上，利用與其相配合的滑軌滑塊控制傳感器夾具及柵類尺動尺的運動，其中柵類尺動尺與柵類尺定尺配合，柵類尺定尺與直線導軌平行，傳感器夾具的一端裝柵類尺動尺，傳感器夾具的另一端裝微位移傳感器，所述傳感器支架與V型定位支架將測量裝置裝夾在樹幹上，傳感器支架與樹木接觸處設置有橡膠墊，所述微米級位移傳感器與信號傳輸處理電路信號連接； 所述微米級位移傳感器安裝在定位支架張角相對的直徑測量點處，其測頭位移方向與張角的平分線相重合，從而形成第三接觸測量點。
2.根據權利要求1所述的樹徑生長量精密測量裝置，其特徵在於:該裝置測量範圍為60-200mm，實現兩個參數的測量，即樹徑的靜態測量及樹徑每日、每月或季微變化量的動態測量，其測量結果由兩部分組成:第一部分為柵類尺的讀數，第二部分為微米級位移傳感器的讀數，二者之和為測量結果。
【文檔編號】G01B21/10GK104006784SQ201410240357
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月30日 優先權日:2014年5月30日
【發明者】李東升, 姚靜遠, 胡佳成, 郭明明, 周宇晗 申請人:中國計量學院