用於測定徑向不同深度樹幹液流的熱擴散探針的製作方法

2024-03-22 15:14:05

專利名稱：用於測定徑向不同深度樹幹液流的熱擴散探針的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種林木耗水量的測定裝置，尤其是用於測定徑向不同深度樹幹液流的熱擴散探針。
背景技術：
熱擴散探針(Thermal Dissipation Probe,TDP)是基於熱擴散原理設計的用於測定樹幹液流速率的傳感器，由法國Granier設計並測定校準(Granier 1985,1987),所以又名Granier探針或TDP探針。每組傳感器由2個探針組成,一個為參考探針,用以測量樹幹木質部邊材部位的基準溫度，另一個為加熱探針，除具有同參考探針相同的測溫功能外，還內置了加熱電阻，使用時按照一定的功率進行持續加熱，該探針周圍的溫度會因樹液流動而發生變化。通過監測加熱探針和參考探針間的溫度差並採用Granier液流經驗公式可計算探針周圍的平均液流速率，進而研究樹木、森林的蒸騰耗水動態。現有的熱擴散探針在設 計方面存在一些缺陷，致使其測量精度受到影響，也不能測定表層一定深度之下的液流速率。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術的不足提供一種用於測定徑向不同深度樹幹液流的熱擴散探針。一種用於測定徑向不同深度樹幹液流的熱擴散探針，包括延長參考探針和延長加熱探針；所述延長參考探針包括銅熱電偶線(I)、康銅熱電偶線(2)、熱電偶節點(3)、基座、支撐部(5)，感應口槽(6)、鋁套管(7)、玻璃套管(11)，支撐部(5)與基座(4)固定連接，支撐部(5)設置感應口槽(6);支撐部(5)為中空剛性部件，銅熱電偶線⑴和康銅熱電偶線⑵焊接形成熱電偶節點(3)，插入支撐部(5)內部，並固定在感應口槽(6)內，與感應口槽(6)不接觸；玻璃套管(11)套接並固定在支撐部(5)外部和基座(4)固定在一起；鋁套管(7)套接並固定在支撐部(5)外部；所述延長加熱探針的支撐部(5)內還設置一條康銅加熱電阻絲(8)，支撐部(5) —端設置有電阻絲纏繞槽(9)，康銅加熱電阻絲(8)纏繞支撐部(5)形成加熱線圈(10)，加熱線圈(10)和鋁套管(7)長度相等。所述的樹幹液流測定探針，所述支撐部(5)為長20mm、直徑I. 1mm、長20mm的注射針頭。所述的樹幹液流測定探針，所述玻璃套管(11)和鋁套管(7)外徑2mm、內徑I. 5mm、長 10mnin所述的樹幹液流測定探針，所述感應口槽(6)距支撐部(5)基部14. 5-15. 5mm。本實用新型旨在保證各項技術參數符合測定要求的基礎上，採用易於獲取的材料，可在普通實驗室製作、檢測完成，成本低廉，適於森林的多樣本樹木監測使用。延長參考探針與延長加熱探針分離，可在安裝時調整間距。為保證產品的監測性能，使用壽命限定為一次性，即不用於拆卸後重複安裝使用。
圖I為延長參考探針結構示意圖；圖2為延長加熱探針結構示意圖(康銅加熱電阻絲未纏繞)；圖3為延長加熱探針結構示意圖(玻璃套管已安裝)；圖4為延長加熱探針結構示意圖(鋁套管已安裝)。I、銅熱電偶線，2、康銅熱電偶線，3、熱電偶節點(測溫感應頭)，4、基座(採用注射針頭座)，5、支撐部(注射針頭，長20mm，直徑I. lmm)，6、感應口槽(距支撐部基部14. 5-15. 5mm處)，7、鋁套管(外徑2mm，內徑I. 5mm)，8、康銅加熱電阻絲，9、電阻絲纏繞槽，
10、加熱線圈(康銅加熱電阻絲8纏繞支撐部5形成)。
具體實施方式
以下結合具體實施例，對本實用新型進行詳細說明。用於測定徑向不同深度樹幹液流的熱擴散探針，包括延長參考探針和延長加熱探針；參考圖I為延長參考探針的結構示意圖，包括銅熱電偶線I、康銅熱電偶線2、熱電偶節點3、基座(採用注射針頭座)4、支撐部5，感應口槽6、鋁套管7、玻璃套管11，支撐部5與基座4固定連接，支撐部5上設置感應口槽6，感應口槽6距支撐部基部(靠近基座端)14. 5-15. 5mm ;支撐部5為中空剛性部件，例如可以採用長20mm、直徑I. Imm的注射針頭製作，銅熱電偶線I和康銅熱電偶線2焊接形成熱電偶節點3，形成測溫感應頭，插入支撐部5內部，並固定在感應口槽6內，與感應口槽6不接觸；招套管7外徑2mm、內徑I. 5mm，長10mm，玻璃套管11外徑2mm、內徑I. 5mm，長10mm，玻璃套管11套接並固定在支撐部5外部和基座4固定在一起，鋁套管7套接並固定在支撐部5外部，鋁套管7與支撐部5之間用散熱矽膠固定，保證良好熱傳遞。參考圖2、圖3和圖4，為延長加熱探針結構示意圖，其結構與圖I所示的參考探針的區別在於支撐部5內還設置一條康銅加熱電阻絲8，支撐部5—端(右端)設置有電阻絲纏繞槽9，康銅加熱電阻絲8纏繞支撐部5形成加熱線圈10，加熱線圈10和鋁套管7長
度相等。給本探針提供12V直流電源並配以電流調節器，使其按照O. 15W的功率加熱，可運用於森林的蒸騰耗水測定。應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬於本實用新型所附權利要求的保護範圍。
權利要求1.一種用於測定徑向不同深度樹幹液流的熱擴散探針，其特徵在於，包括延長參考探針和延長加熱探針；所述延長參考探針包括銅熱電偶線(I)、康銅熱電偶線(2)、熱電偶節點(3)、基座(4)、支撐部(5)，感應口槽(6)、鋁套管(7)、玻璃套管(11)，支撐部(5)與基座(4)固定連接，支撐部(5)設置感應口槽(6);支撐部(5)為中空剛性部件，銅熱電偶線(I)和康銅熱電偶線⑵焊接形成熱電偶節點(3)，插入支撐部(5)內部，並固定在感應口槽(6)內，與感應口槽(6)不接觸；玻璃套管(11)套接並固定在支撐部(5)外部和基座(4)固定在一起；鋁套管(7)套接並固定在支撐部(5)外部；所述延長加熱探針的支撐部(5)內還設置一條康銅加熱電阻絲(8)，支撐部(5) —端設置有電阻絲纏繞槽(9)，康銅加熱電阻絲(8)纏繞支撐部(5)形成加熱線圈(10)，加熱線圈(10)和鋁套管(7)長度相等。
2.根據權利要求I所述的樹幹液流測定探針，其特徵在於，所述支撐部(5)為長20_、直徑I. 1mm、長20mm的注射針頭。
3.根據權利要求I所述的樹幹液流測定探針，其特徵在於，所述玻璃套管(11)和鋁套管(X)外徑2_、內徑I. 5_、長10_。
4.根據權利要求I所述的樹幹液流測定探針，其特徵在於，所述感應口槽(6)距支撐部(5)基部 14. 5-15. 5mm。
專利摘要本實用新型公開了一種用於測定徑向不同深度樹幹液流的熱擴散探針，包括延長參考探針和延長加熱探針；所述延長參考探針包括銅熱電偶線(1)、康銅熱電偶線(2)、熱電偶節點(3)、基座(4)、支撐部(5)，感應口槽(6)、鋁套管(7)、玻璃套管(11)，所述延長加熱探針的支撐部(5)內還設置一條康銅加熱電阻絲(8)，支撐部(5)一端設置有電阻絲纏繞槽(9)，康銅加熱電阻絲(8)纏繞支撐部(5)形成加熱線圈(10)，加熱線圈(10)和鋁套管(7)長度相等。為保證產品的監測性能，使用壽命限定為一次性，即不用於拆卸後重複安裝使用。
文檔編號G01N25/20GK202599883SQ201120449178
公開日2012年12月12日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年11月15日
發明者閆美傑, 杜盛 申請人:西北農林科技大學