[實用新型]一種樹木胸徑監測裝置

有效

• 申請號: 201822022746.9
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN209991960U
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發明（設計）人: 王天宇;方益明;馮海林;杜曉晨;夏凱;楊垠暉
• 申請（專利權）人: 浙江農林大學
• 主分類號: G01B21/10
• 分類號: G01B21/10
• 代理公司: 11212 北京輕創知識產權代理有限公司
• 代理人: 王新生

本實用新型公開了一種樹木胸徑監測裝置，屬于樹木監測技術領域，該樹木胸徑監測裝置包括互連的傳感器裝置和控制模塊，所述傳感器裝置用于監測樹木胸徑并將監測信號傳輸給控制模塊，由控制模塊處理監測信號，所述傳感器裝置包括直線位移傳感器、動尺和定尺，所述動尺和定尺之間連接有彈簧，所述直線位移傳感器包括滑片和滑軌，所述直線位移傳感器的滑軌設在定尺上，所述直線位移傳感器的滑片設在動尺上，所述直線位移傳感器的滑片可沿滑軌來回滑動，本實用新型裝置結構設計簡單巧妙，適用于樹木胸徑監測中多種所需量程范圍，能夠提供精確的樹木胸徑監測。

技術領域

本實用新型屬于樹木監測技術領域，具體是涉及一種樹木胸徑監測裝置。

背景技術

在森林資源調查中，胸徑是一個重要的的林分測量數據，它是反映活力木質量和生長量的最基本因子之一。樹木胸徑在樹干水分變化時會發生自然收縮和擴張，此外，當樹干固定了二氧化碳進而引起樹木生長，胸徑也會發生變化。對樹木胸徑進行長期在線監測，有助于了解樹木短期的直徑變化、長期的生長量和生長速率變化的規律，對于森林培育、森林蓄積量調查等，具有重要的意義。

樹木胸徑最原始、最直接的測量方式是人工用圍尺進行測量，這種傳統的樹木胸徑測量主要采用胸徑圍尺和樹木胸徑卡尺來實現的，這兩種工具還都是人工讀數，存在人為誤差，耗時費力，效率較低，另一方面這種方法無法精確測量胸徑的變化量，也不方便對樹木胸徑進行在線監測。

現有的樹木胸徑監測設備多采用互相垂直的4個支架將直線位移傳感器裝夾到樹干上，當胸徑發生變化時，推動直線位移傳感器中的滑片在滑軌上滑動，引起電阻發生變化，根據電阻變化量從而測量得到樹干胸徑的變化量，從而對樹木胸徑進行長期在線監測。但是量程窄是這種支架式樹木胸徑測量儀器的不足。樹木胸徑隨著客觀環境因素的變化也在發生變化且變化量多少是不可知的，當樹木胸徑的范圍較寬，而且樹木胸徑變化較大時，如一些大的古樹名木的直徑可達1米至2米，由于支架的尺寸固定，很難制造寬量程的儀器，更難適用于后期樹木胸徑發生變化時的監測。

中國專利CN104006784A提出了一種樹徑生長量精密測量裝置，該測量裝置包括支架、柵類尺、傳感器夾具、微米級位移傳感器和信號傳輸處理電路。支架采用三點法測量直徑，由兩個部分組裝成夾角為90°至150°間的V型體，結合安裝在與V型角的對角線重合處的微位移傳感器，實現樹徑的測量。微米級位移傳感器及磁柵尺通過信號傳輸處理電路與上位機之間進行遠程數據傳輸。該裝置監測包括兩部分部數據第一部分為柵類尺的讀數，第二部分為微米級位移傳感器的讀數，二者之和為最終測量結果，最后通過信號傳輸電路傳輸數據信號，得到目標數據。雖然能夠測量樹木直徑，但是并不能做到精確性，因為只有一部分數據可以精確到微米級；另一方面，該裝置利用支架和卡尺配合安裝在樹木上，并不能保證測量時裝置的穩定性，從而導致數據監測的不精確性。

另一種常用的樹木胸徑監測方法是采用拉繩式傳感器測量樹干的周長，進而轉換為樹木胸徑變化值。這種方法將拉繩式傳感器繞樹干一圈或多圈，樹木胸徑發生變化時，繩子被拉長，傳感器的輸出電信號發生改變，從而得到樹木胸徑變化量，系統的原理如 (陳金星,張茂震,趙平安,等.一種基于拉繩傳感器的樹木直徑記錄儀[J].西北林學院學報,2013,28(4):188-192.)文章所述。這種方法只需要改變繩子的長度就可以改變儀器的量程，比較適合于設計寬量程的樹木胸徑監測儀器。但是當設計的量程太大時，由于電路系統中的模數轉換器位數固定，將有限的模擬數字轉換器位數對應于一個大范圍的位移時，儀器的分辨率不高，同樣無法精確測量到樹木胸徑的變化量。實際的情況更是，有的樹木胸徑很大，但是它在短時間內的變化是有限的，而有的樹木胸徑很小，但是它在短時間內的變化確實很大的，所以量程的設計遇到了很大的瓶頸。

因此，如何設計一種樹木胸徑監測裝置或提出一種樹木胸徑監測方法是亟需解決的問題。

實用新型內容