[實用新型]植物莖流傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520802138.3
• 申請日: 2015-10-13
• 公開（公告）號: CN204988391U
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王國杰;李修倉;姜彤;陶輝
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué);國家氣候中心;中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所
• 主分類號: G01F1/688
• 分類號: G01F1/688
• 代理公司: 北京金智普華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 巴曉艷

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種植物莖流傳感器，尤其涉及一種抗干擾能力高的植物莖流傳感器。

背景技術(shù)

在測量樹木的樹干中的水分流動（以下，簡稱為“莖流”）時，需要用到植物莖流傳感器。目前常見的一種植物莖流傳感器是由法國人Granier在上世紀(jì)80年代提出的Granier熱消散探針。這種熱消散探針是在熱脈沖液流測定技術(shù)的基礎(chǔ)上利用了雙熱電偶檢測熱耗散的原理。

圖1中示出了Granier熱消散探針的一種常見示例。圖1所示的Granier熱消散探針包括兩根采用了鋁制探棒形式的熱電偶探針，其中的一根熱電偶探針內(nèi)置電加熱器。

測量莖流時，將兩根探針一上一下地插入到樹干的邊材中，其中，內(nèi)置電加熱器的一根探針在上并且在測量前預(yù)先加熱至預(yù)定溫度，另一根探針在下作為參照。測量加熱后的探針（在上的探針）與參照探針（在下的探針）之間的溫差△T。當(dāng)植物邊材內(nèi)的液體向上流動時，帶走探針中的熱量，使得上下兩根探針之間的溫差△T逐漸減小到0。

溫差和邊材內(nèi)的莖流之間存在函數(shù)關(guān)系，這種函數(shù)關(guān)系可以簡稱為Granier模型。根據(jù)零莖流時的溫差和測得的溫差，應(yīng)用Granier模型，可以直接得到每個時刻的莖流速率，再根據(jù)邊材面積就可以求出莖流通量。

但是，這種現(xiàn)有的Granier熱消散探針?biāo)a(chǎn)生的信號為非常微弱的熱電偶毫伏信號，最大不超過2.5毫伏，極易受到周邊信號的干擾。例如，探針?biāo)B接的電纜長度越長，電路中的信號傳輸衰減就越容易造成明顯的干擾，導(dǎo)致信號失真，從而無法獲取足夠精確的測量結(jié)果。因此，這種現(xiàn)有的采用了Granier熱消散探針的測量設(shè)備的抗干擾能力很弱。

實用新型內(nèi)容

本實用新型為一種植物莖流傳感器，其采用了一根內(nèi)置有加熱器和測溫元件的探針，并且能夠?qū)奶结樀玫降臏y量信號處理為預(yù)定格式的數(shù)字信號，從而克服了傳統(tǒng)的熱電偶式的雙探針容易受到干擾的缺陷。

本實用新型的植物莖流傳感器包括至少一根用于插入植物莖部中的探針和用于對從所述探針得到的信號進行處理的信號處理部，所述探針內(nèi)設(shè)置有加熱元件和測溫元件，其中，所述加熱元件在工作時對所述測溫元件進行加熱并且在達到預(yù)定溫度后停止加熱，所述測溫元件根據(jù)所檢測到的溫度產(chǎn)生電信號；所述信號處理部采集所述測溫元件產(chǎn)生的所述電信號并對所述電信號進行處理，使得所述電信號成為預(yù)定格式的數(shù)字信號。

優(yōu)選地，所述信號處理部將所述電信號處理成為SDI-12格式的數(shù)字信號。

優(yōu)選地，所述探針為多根，并且這些多根探針彼此獨立地與同一個信號處理部相連接。

優(yōu)選地，所述加熱元件為電加熱器。

優(yōu)選地，所述植物莖流傳感器還包括與所述信號處理部信號連接的數(shù)據(jù)處理部，所述數(shù)據(jù)處理部根據(jù)所述信號處理部處理后的數(shù)字信號計算出被測植物的莖流速率。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有的Granier熱消散探針的示例圖。

圖2是本實用新型的植物莖流傳感器的結(jié)構(gòu)模式圖。

附圖標(biāo)記說明：

100.信號處理部；200.探針；21.電加熱器；22.測溫元件；23.探針外殼；201.加熱線路；202.數(shù)據(jù)信號線路。

具體實施方式

以下將參照附圖詳細說明本實用新型的示例性實施方式。在以下實施方式中，為了說明的方便，以樹木作為植物的示例，并以樹木的邊材中的莖流作為測量對象。

第一實施方式

圖1中示出了現(xiàn)有的Granier熱消散探針。圖2中示出了本實用新型的植物莖流傳感器的第一實施方式。

圖1中的Granier熱消散探針測量的是樹木的邊材中的莖流，莖流的流動方向如圖1中的四個平行的箭頭所示為從下向上流動。圖2所示的本實施方式的植物莖流傳感器也用于測量如圖1所示的樹木的邊材中的莖流。

本實施方式的植物莖流傳感器具有信號處理部100和一根探針200。探針200用于插入樹木的邊材中對莖流的溫度進行檢測。信號處理部100例如是單片機、微處理器芯片、CPU或其他具有信號處理功能的電路，用于對從探針200得到的信號進行處理。下面將結(jié)合圖2詳細說明信號處理部100和探針200。