[發(fā)明專利]折疊式樹徑生長量實時精密測量儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410551262.7
• 申請日: 2014-10-16
• 公開（公告）號: CN104330017B
• 公開（公告）日: 2016-10-12
• 發(fā)明（設計）人: 李東升;姚靜遠;陳愛軍;于航;冷國強
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: G01B7/12
• 分類號: G01B7/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發(fā)明屬于測試計量技術領域，具體涉及一種折疊式樹徑生長量實時精密測量儀。

背景技術

森林作為陸地生態(tài)主體，能有效地吸收大氣中的CO₂并將其固定在植被或土壤中，而評價植物固定CO₂量（即其生長量）主要通過樹徑和樹高這兩個量來實現(xiàn)。由于樹高這一參數(shù)測量時的不準確性，在測量植物生長量時，樹木直徑這一參數(shù)顯得尤為重要。樹干依據(jù)環(huán)境或其生理節(jié)律會出現(xiàn)周期性的膨脹和收縮，這些生理活動直接反映了樹干的生理狀態(tài)。樹干生理擴張是因為樹干蓄有水分，其水分蒸發(fā)使木質壓力下降，引起樹干收縮，而其固定CO₂又會引起樹干生長擴張。因此，為了解樹木短期內的直徑變化、長期的生長量和生長速率的變化及其與環(huán)境間的關系，對樹木直徑生長量進行精確實時地測量具有十分重要的意義。

現(xiàn)有測量方法中，樹木直徑的測量主要分為兩種：（1）支架式樹徑測量裝置，主要采用相互垂直的四個支架將直線位移傳感器裝夾到樹干上，但由于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(shù)據(jù)，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，由于拉繩傳感器是通過切向拉力固定，鋼絲繩對樹的壓力取決于樹的大小。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(wěn)定精確的測量樹徑值以及樹徑的實時變化量，該裝置采用可折疊式，攜帶方便，適用于林業(yè)人員隨身攜帶以完成森林實地測量。

發(fā)明內容

針對植物樹徑精密測量的現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種折疊式樹徑生長量實時精密測量儀，該裝置能夠實時精確地測量樹木直徑，且體積小巧可折疊，方便攜帶。

為了解決上述存在的技術問題，本發(fā)明采用下述技術方案：

本發(fā)明包括定位支架、裝夾單元、測量單元和信號傳輸處理電路。所述裝置采用夾緊功能與測量功能分開的方式，改變了傳統(tǒng)的夾緊與測量一體式的結構，首先采用兩根支架的機械結構設計，以先夾緊后測量的方式代替了夾緊測量同時進行的方式。裝置實行夾緊與測量串行的方式，夾緊裝置與測量裝置相互配合且互不干擾，單人即可完成測量工作。

所述裝置在各部分連接處裝有高精度活動鉸鏈或軸承，使得測量臂與夾緊臂可折疊，在測量時配合擋板及碰珠實現(xiàn)精確定位。

所述的折疊式樹徑生長量實時精密測量儀，在部件滿足使用要求的同時，對測量儀的結構進行了輕量化設計，包括測量儀定位支架、傳感器夾具、定位夾具采用骨架式結構，夾緊臂和測量臂采用中空式結構，在保證結構強度和剛度要求的同時使測量儀夾具質量大幅度減小。此外，對測量儀的制作材料和制作工藝進行了優(yōu)化，在減小測量儀質量的同時提高了裝置的耐磨性，保證了其使用壽命。

本發(fā)明的有益效果：

（1）測量裝置有兩個參數(shù)，分別為樹干直徑及樹干直徑的實時微變化量。

（2）適用于植物的生長量測量問題，測量范圍大，對樹干表面要求低。

（3）機械結構采用可折疊式方便攜帶，而且使用方便并且質量輕體積小，夾具對樹干傷害小。

（4）采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(xiàn)信息的遠距離傳輸。

（5）測量裝置采用太陽能供電，適合長期野外測量試驗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的原理圖；

圖2為本發(fā)明的俯視圖；

圖中：1.定位支架a；2.不銹鋼塊；3.擋板a；4.軸；5.支架a；6.傳感器夾具；7.滑塊a；8.鎖緊旋鈕a；9.調節(jié)手輪；10.?微米級位移傳感器；11.螺桿；12.鎖緊旋鈕b；13.滑塊b；14.A字形支架；15.凹形塊；16.樹干；17.支架b；18.軸；19.擋板b；20.定位支架b。

圖3為本發(fā)明的等軸側視圖；

圖中：2.不銹鋼塊；5.支架a；6.傳感器夾具；7.滑塊a；8.鎖緊旋鈕a；9.調節(jié)手輪；10.微米級位移傳感器；11.螺桿；12.鎖緊旋鈕b；13.滑塊b；14.A字形支架；15.凹形塊；16.樹干；17.支架b；18.軸；19.擋板b；20.定位支架b；21.連接鉸鏈；22.磁柵尺信號傳輸線；23.磁柵尺定尺；24.磁柵尺動尺。

圖4為本發(fā)明的等軸側視圖。