[發(fā)明專利]大樹孔洞檢測方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310441500.4
• 申請日: 2013-09-23
• 公開（公告）號(hào): CN104090030A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 惠國華
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工商大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N29/12
• 分類號(hào): G01N29/12;G01B17/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種樹木蟲害情況檢測方法，尤其是涉及一種能夠精確檢測大樹中的孔洞的位置及大小的大樹孔洞檢測方法。

背景技術(shù)

樹木病蟲害防治方法主要有樹干涂白法、農(nóng)藥埋施法、樹干涂膠法、樹干療傷法和注藥法。

其中，注藥法是在樹干周圍鉆孔注藥，使全樹體都具有農(nóng)藥的有效成分，不論害蟲在什么部位取進(jìn)食，都會(huì)中毒死亡。此法操作簡便，省工、省藥、不污染空氣，不傷害天敵，防治效果好。

但是，通常的注藥法不能獲得害蟲所處的具體位置，為了殺死害蟲需要注入較大劑量的藥物，但是藥量大會(huì)對樹木的生長造成一定影響。

如果選擇錯(cuò)誤的位置注入殺蟲劑，既會(huì)給樹木造成損傷，同時(shí)未遭蟲蛀的部位由于殺蟲劑的誘導(dǎo)容易產(chǎn)生病變，不但不能及時(shí)有效的消滅害蟲，反而損傷了樹木。

中國專利授權(quán)公開號(hào)：CN102706963A，授權(quán)公開日2012年10月3日，公開了一種古樹及古建筑木結(jié)構(gòu)內(nèi)部腐朽應(yīng)力波無損探測裝置，該裝置包括多個(gè)傳感器、傳感器固定裝置、力錘、微損型針式連接器、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和木材內(nèi)部腐朽斷層成像軟件，所述傳感器、所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與安裝有所述成像軟件的計(jì)算機(jī)通過若干根導(dǎo)線連接。該發(fā)明存在無法準(zhǔn)確確定孔洞的位置及孔洞的大小的不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的應(yīng)力波檢測方法無法準(zhǔn)確確定孔洞的位置及孔洞的大小的不足，提供了一種能夠精確檢測大樹中的孔洞的位置及大小的大樹孔洞檢測方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種大樹孔洞檢測方法，一種用于大樹孔洞檢測的孔洞檢測裝置包括聲表面波裝置、測距傳感器和應(yīng)力波傳感器；應(yīng)力波傳感器、測距傳感器和聲表面波裝置上分別設(shè)有用于與計(jì)算機(jī)電連接的數(shù)據(jù)接口；所述聲表面波裝置包括計(jì)數(shù)器、振蕩器和聲表面波諧振器；振蕩器和聲表面波諧振器構(gòu)成振蕩回路，計(jì)數(shù)器與振蕩回路電連接，計(jì)數(shù)器上設(shè)有用于與計(jì)算機(jī)電連接的數(shù)據(jù)接口，聲表面波諧振器通過導(dǎo)線與兩個(gè)電極電連接，測距傳感器設(shè)于一個(gè)電極與導(dǎo)線的連接處；所述檢測方法包括如下步驟：

(1-1)預(yù)先在計(jì)算機(jī)中設(shè)有隨機(jī)共振系統(tǒng)模型和孔洞壁厚預(yù)測模型；

在計(jì)算機(jī)中設(shè)定的n個(gè)取值范圍與標(biāo)準(zhǔn)信噪比谷值的絕對值A(chǔ)_i的對應(yīng)關(guān)系，i＝1，L，n；設(shè)定誤差閾值d，設(shè)定聲表面波檢測閾值S；其中，是孔洞的直徑，是孔洞所在位置的大樹樹干直徑；

(1-2)選取大樹樹干的頂部為測量起始端，大樹底部為測量終止端；將應(yīng)力波傳感器和脈沖錘分別固定在起始端的樹干外周面的相對側(cè)上；

脈沖錘敲擊樹干外周面，樹干內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力波，應(yīng)力波傳感器檢測的應(yīng)力波信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)中，得到應(yīng)力波信號(hào)一；

(1-3)將應(yīng)力波傳感器和脈沖錘分別沿樹干的外周面順時(shí)針旋轉(zhuǎn)30至90度并固定；

脈沖錘敲擊樹干外周面，樹干內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力波，應(yīng)力波傳感器檢測的應(yīng)力波信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)中，得到應(yīng)力波信號(hào)二；計(jì)算機(jī)計(jì)算應(yīng)力波信號(hào)一和應(yīng)力波信號(hào)二的平均信號(hào)，得到平均應(yīng)力波信號(hào)；

(1-4)在平均應(yīng)力波信號(hào)中，提取1個(gè)完整的應(yīng)力波脈沖信號(hào)I(t)，將0至100ms內(nèi)的所述應(yīng)力波脈沖信號(hào)I(t)輸入隨機(jī)共振系統(tǒng)模型中，使隨機(jī)共振系統(tǒng)模型發(fā)生共振；計(jì)算機(jī)利用信噪比計(jì)算公式計(jì)算輸出信噪比SNR；

隨機(jī)共振技術(shù)目前已在檢測數(shù)據(jù)特征值提取領(lǐng)域嶄露頭角。該理論是由意大利物理學(xué)家Benzi于1981年提出的，用以解釋地球遠(yuǎn)古氣象冰川期與暖氣候期周期交替出現(xiàn)的現(xiàn)象。隨機(jī)共振具有三要素：非線性系統(tǒng)、弱信號(hào)和噪聲源。從信號(hào)處理角度考慮，隨機(jī)共振是在非線性信號(hào)傳輸過程中，通過調(diào)節(jié)噪聲的強(qiáng)度或者系統(tǒng)其它參數(shù)，使系統(tǒng)輸出達(dá)到最佳值，實(shí)際上也可以認(rèn)為是輸入信號(hào)、非線性系統(tǒng)、噪聲的協(xié)同狀態(tài)。

一般情況下，雙穩(wěn)態(tài)模型中輸入外力可以認(rèn)為是理想電子鼻系統(tǒng)的信號(hào)，噪聲是檢測過程中引入的信道噪聲，而雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的輸入(信號(hào)加噪聲)作為電子鼻系統(tǒng)實(shí)際的檢測信號(hào)。在激勵(lì)噪聲的激勵(lì)下，系統(tǒng)產(chǎn)生隨機(jī)共振，此時(shí)輸出信號(hào)大于輸入信號(hào)，因而起到了信號(hào)放大的作用。同時(shí)，隨機(jī)共振將部分檢測信號(hào)中的噪聲能量轉(zhuǎn)換到信號(hào)中去，因而有效的抑制了檢測信號(hào)中的噪聲量。因此，隨機(jī)共振系統(tǒng)相當(dāng)于提高了提高輸出信號(hào)信噪比的作用，信號(hào)、激勵(lì)噪聲和雙穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)可以看做是一個(gè)高效信號(hào)處理器。在以上技術(shù)基礎(chǔ)之上，隨機(jī)共振系統(tǒng)輸出信噪比分析技術(shù)可以較好的反應(yīng)被測樣品的本質(zhì)特征信息。