[發明專利]一種非接觸式冬筍探測裝置和方法

在審

• 申請號: 201710401160.0
• 申請日: 2017-05-31
• 公開（公告）號: CN107085242A
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 何勇;張艷超;李藝健
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01V3/10
• 分類號: G01V3/10;G01V3/08
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司33224
• 代理人: 徐敏

技術領域

本發明涉及地下農作物探測技術領域，特別涉及一種非接觸式冬筍探測裝置和方法。

背景技術

冬筍是立秋前后由毛竹(楠竹)的地下莖(竹鞭)側芽發育而成的筍芽，因尚末出土，筍質幼嫩，是一道人們十分喜歡吃的菜肴。另外，冬筍的營養價值很高，素有“金衣白玉，蔬中一絕”的美譽。但是，由于其在次年春暖之前不會鉆出地面，因此挖掘難度較高。人們只能依靠地表是否有隆起與開裂的特征，竹葉偏向等經驗進行判斷，這就導致挖筍人經常判斷錯誤，誤傷竹筍地下莖，影響竹筍的發育和竹筍的產量，且費勞費力效率又低。

目前，已有的電阻式或者電導率式的冬筍探測儀需要將多跟探針插入地下。例如申請公布號CN 102788996 A的專利文獻公開了一種電阻式冬筍探測器，由蓄電池直流供電電路、接地電阻探測電路、單片機控制電路、數碼管顯示電路和聲光告示電路組成；還有殼體，殼體上的數碼管顯示屏、發聲器或發光器、存儲按鈕、顯示方式控制按鈕和電源總開關；殼體底面裝有正負極探針。該探測器具有自動處理相關數字和聲光顯示功能，適于起早摸黑、光線較暗時和視力不佳的筍農使用；探測可靠，避免亂挖使林地千瘡百孔，掘斷地下莖和挖碎筍體、影響筍與竹的產量的問題發生，挖筍工效高、操作簡單，制作成本低。

又例如申請公布號CN 104635279 A的專利文獻公開了一種分離式超聲波和地阻互補冬筍探測儀，由蓄電池供電電路、超聲波探測電路、單片機超聲波濾波處理、接地電阻探測電路、單片機控制電路、LED顯示屏電路、超聲波信號告示燈和電信號告示電路組成；玻璃鋼板、玻璃鋼板表面有接線柱、玻璃鋼板底面裝有正負極探針、負極探針上裝有超聲波接收器和斜對角的正極探針上裝有超聲波發射器；顯示系統有LED顯示屏、

超聲波告示燈、電信號告示燈和電源總開關。該冬筍探測儀專用于地下冬筍探測，適于冬筍種植個體戶和企業；本探測儀具有探測精度高，挖筍效率高，操作簡單，制作成本低，環境適應力強，能智能處理數據等優點。

但是上述裝置易對冬筍和地下莖造成損傷，且每次探測都需要插拔探針，使用工序較為繁瑣，費時費力。

發明內容

本發明提供了一種非接觸式冬筍探測裝置，可以在不損害竹筍與地下莖的情況下有效地探測竹筍。

一種非接觸式冬筍探測裝置，包括產生探測信號的探測單元，顯示單元，根據探測信號判斷探測結果并將探測結果傳動給顯示單元的控制單元，所述探測單元包括產生磁場強度隨時間變化的原生磁場的信號發射器以及接收原聲磁場信號以及由原生磁場在土壤中誘導出的次生磁場信號的信號接收器。

并將原聲磁場信號和次生磁場信號輸送至控制單元，控制單元控制顯示單元工作。

本發明采用非接觸式的探測單元，通過土壤中磁場的變化判斷是否有筍。

信號發射器產生磁場強度隨時間變化的原生磁場，原生磁場隨土壤深度的增加而逐漸減弱，變化的原生磁場使土壤中出現微弱的感應電流，從而誘導出次生磁場，信號接收器既接收原生磁場信息又接收次生磁場信息。由于冬筍表皮及其內部竹纖維等有機質阻礙電流傳導會引起較低的電導率，故冬筍的電導率較周圍土壤相比有突變，即冬筍周圍的次生磁場信號與原聲磁場信號的比值有變化，計算控制單元根據該變化信號設置閾值來實現控制顯示單元報警顯示有筍。

所述顯示單元可以采用具有多種功能的人機交互系統，帶有顯示屏，可以快速有效地向用戶顯示探測結果。

為了提高檢測的靈敏度和準確性，優選的，所述信號發射器和信號接收器的間距為40～80cm。進一步優選的，所述信號發射器和信號接收器的間距為60～80cm。進一步優選的，所述信號發射器和信號接收器的間距為40～60cm。為了避免反射電磁波的干擾，信號接收器需要離開信號發生端一定距離。同時，由于儀器檢測的是信號發生端與信號接收端之間的土壤的平均電導率，因此兩者間距也不宜過遠，否則會導致竹筍檢測靈敏度降低，甚至檢測不出來。

為了提高探測的準確性，優選的，所述信號發射器的工作頻率為13kHz～16kHz。由于本發明裝置是在野外使用的，電源電壓一般為12V，常用為可充電鋰電池，通常通過電壓轉換電路將12V電壓轉化為電壓后給控制單元供電，通過逆變電路將12V直流電轉換為交流電后供給信號發射器，設定上述工作頻率可以產生足夠強度的原生磁場，以提高檢測效果。