[發明專利]水分和直徑同步測量裝置的測量方法

有效

• 申請號: 201910609610.4
• 申請日: 2019-07-08
• 公開（公告）號: CN110243884B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 程強;程相林;范利鋒;徐嬙;于淞
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22;G01B21/10
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 周琦

本發明涉及農業和林業測量技術領域，提供一種水分和直徑同步測量裝置及方法，該水分和直徑同步測量裝置包括：水分測量模塊和直徑測量模塊；所述水分測量模塊包括水分測量電路板、發射端以及接收端；水分測量電路板的電磁波發射極與發射端相連，水分測量電路板的電磁波接收極與接收端相連；直徑測量模塊包括第一測量端、第二測量端以及線性位移傳感器，線性位移傳感器的活動端與第一測量端相連，線性位移傳感器的固定端與第二測量端相連；第一測量端固定于所述發射端，第二測量端固定于接收端。該水分和直徑同步測量裝置能夠實現植物莖稈水分和直徑的同步測量，具有無侵入性和破壞性，實時同步監測等優點。

技術領域

本發明涉及農業和林業測量技術領域，尤其涉及一種水分和直徑同步測量裝置的測量方法。

背景技術

水是植物體內鮮重分值最高的物質，也是光合作用不可或缺的一部分，對植物的生長以及生存起到了巨大的作用。水存在于植物體的各個組織內，而植物體的主要輸水通道是植物體的導管組織，根部吸水通過導管組織輸送到植物體的各個組織。而植物體對于水分的脅迫反應最先表現在莖稈，變化最明顯的也是植物的莖稈。

植物體在白天通過光合作用和蒸騰作用會消耗大量的水分，大部分水分會通過根系吸收，吸收的水分都會通過植物莖稈的木質部向植物體的上層組織輸送，但是隨著溫度的升高，植物的蒸騰作用變得越來越劇烈，根系吸收的水分來不及補充植物進行光合作用以及蒸騰作用消耗的水分，莖稈的韌皮部細胞也會輸出一些水分，這時候植物表現為莖稈收縮。到了晚上光照減弱、溫度降低的時候，植物的蒸騰作用和光合作用都會慢慢減小，通過根系吸收水分來補充白天的消耗，植物莖稈的細胞也會補水來應對再一天的消耗，這時候表現為莖稈膨脹。通過對植物體充放水過程的分析，植物莖稈的變化會反應植物體的水分需求，檢測植物莖稈直徑和水分的變化對于指導適時灌溉具有重大意義。

目前一些常用的測量植物含水量的方法主要包括測量細胞液濃度、植物莖流速率、葉片水勢、蒸騰速率、冠層溫度和根部通訊物質等方法，但是這些方法具有成本高，測量時間滯后，帶有侵略性和破壞性等一系列缺點，并且無法實現植物莖桿水分和直徑變化的同步測量。

發明內容

本發明的目的是提供一種水分和直徑同步測量裝置及方法，以解決現有的含水量測量裝置無法實現植物莖桿水分和直徑變化的同步測量的問題。

第一方面，本發明實施例提供的水分和直徑同步測量裝置，包括：水分測量模塊和直徑測量模塊；所述水分測量模塊包括水分測量電路板、發射端以及接收端；所述水分測量電路板的電磁波發射極與所述發射端相連，所述水分測量電路板的電磁波接收極與所述接收端相連；

所述直徑測量模塊包括第一測量端、第二測量端以及線性位移傳感器，所述線性位移傳感器的活動端與所述第一測量端相連，所述線性位移傳感器的固定端與所述第二測量端相連；

所述第一測量端固定于所述發射端，所述第二測量端固定于所述接收端。

其中，所述發射端通過同軸線的內導體電連接于所述水分測量電路板的電磁波發射極；所述接收端通過所述同軸線的外導體電連接于所述水分測量電路板的電磁波接收極。

其中，所述發射端和所述接收端為一對平行且正對布置的電極板。

其中，一對所述電極板均為金屬電極板，且一對所述電極板相對的兩個側面均設置有絕緣層。

其中，所述絕緣層為絕緣覆膜或者絕緣噴漆，且所述絕緣層的厚度為20～70μm。

其中，一對所述電極板均為矩形電極板、圓形電極板或者橢圓形電極板。

其中，所述第一測量端和所述第二測量端為一對平行布置的金屬塊。

其中，所述第一測量端和所述第二測量端分別固定于一對所述電極板相背離的兩個側面。

第二方面，本發明實施例提供的水分和直徑同步測量方法，包括：