[發(fā)明專利]一種用于林木體檢的電導(dǎo)率成像系統(tǒng)與方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010286227.2
• 申請(qǐng)日: 2020-04-13
• 公開（公告）號(hào): CN111366612A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡雄武;徐虎;韓丹;孟當(dāng)當(dāng);萬之杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/04
• 分類號(hào): G01N27/04;G01N27/20
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種用于林木體檢的電導(dǎo)率成像系統(tǒng)與方法，包括數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)成像解譯模塊兩部分；所述數(shù)據(jù)采集模塊分為采集裝置和測(cè)量設(shè)備并通過專用電纜連接和通訊；所述數(shù)據(jù)成像解譯模塊由配套的數(shù)據(jù)成像軟件構(gòu)成；本發(fā)明提供的系統(tǒng)與方法，具有簡(jiǎn)易、智能、易操作且檢測(cè)精度高等優(yōu)點(diǎn)，其采集模塊把各種電法裝置簡(jiǎn)化為異性點(diǎn)電源法工作模式，避免了復(fù)雜的海量數(shù)據(jù)采集問題，提高了檢測(cè)工作效率；同時(shí)采集裝置大小可根據(jù)樹干直徑大小調(diào)整更換，利用探針進(jìn)入采集裝置中探針孔的深度可確定樹干截面軌跡；檢測(cè)數(shù)據(jù)可通過數(shù)據(jù)成像解譯模塊，獲得樹干測(cè)試截面電導(dǎo)率分布特征，進(jìn)而判定樹木的健康狀況。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及林木健康體檢系統(tǒng)領(lǐng)域，具體是一種用于林木體檢的電導(dǎo)率成像系統(tǒng)與方法。

背景技術(shù)

林木在生長(zhǎng)過程中，受各種自然因素或病害的影響，其干體易形成孔洞等異常結(jié)構(gòu)，從而影響到林木的健康。為及早掌握林木的健康狀況并做到及時(shí)防治，需對(duì)林木干體進(jìn)行體檢。利用電導(dǎo)率成像系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)林木干體異常結(jié)構(gòu)的快速檢測(cè)，根據(jù)測(cè)量電位差的變化，解析獲得電導(dǎo)率圖像，判斷林木干體異常結(jié)構(gòu)的位置及特征。目前，波場(chǎng)類成像方法主要通過拾取直達(dá)波的初至?xí)r間，解析波場(chǎng)傳播速度或頻諧特征變化圖像，判斷樹干內(nèi)部結(jié)構(gòu)異常位置及其特征，但干體尺寸一般較小，震波初至拾取精度較低，導(dǎo)致速度成像分辨率不高；應(yīng)力波檢測(cè)通過健康樹干斷面波速傳播趨勢(shì)及函數(shù)關(guān)系，對(duì)缺陷樹干健康狀況進(jìn)行診斷，但對(duì)邊部開裂無法準(zhǔn)確診斷，檢測(cè)時(shí)的敲擊會(huì)對(duì)樹干造成一定的損傷；超聲波檢測(cè)、X線檢測(cè)、振動(dòng)檢測(cè)等方法受發(fā)射和接收系統(tǒng)的限制，對(duì)物性數(shù)據(jù)的采集、處理與成像方面存在較多不足，如觀測(cè)數(shù)據(jù)量少、系統(tǒng)自動(dòng)化程度低以及對(duì)類似孔洞等不良特征成像分辨率相對(duì)較差等，限制了其應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于林木體檢的電導(dǎo)率成像系統(tǒng)與方法，以解決現(xiàn)有林木體檢技術(shù)存在的問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種用于林木體檢的電導(dǎo)率成像系統(tǒng)，其特征在于：包括數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)成像解譯模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊中有環(huán)形采集裝置和網(wǎng)絡(luò)并行電法儀器設(shè)備，兩者是通過專用電纜連接和通訊；所述環(huán)形采集裝置包括兩個(gè)對(duì)稱卡扣、鉸鏈進(jìn)行連接，其表面嵌入有一個(gè)水準(zhǔn)儀，用于調(diào)平；所述環(huán)形采集裝置含有n個(gè)撥片，用于控制和固定探針；所述環(huán)形采集裝置按角度等間隔分布n個(gè)探針孔，每個(gè)探針孔均指向環(huán)形采集裝置的中心；所述n個(gè)探針孔中對(duì)應(yīng)設(shè)置有n個(gè)探針；所述n個(gè)探針由專用電纜線進(jìn)行連接、通訊，用于發(fā)射電流與接收電壓信號(hào)；所述n個(gè)探針頂部設(shè)有按壓帽，用于控制探針的伸縮；所述n個(gè)探針表面設(shè)置有標(biāo)準(zhǔn)刻度線，用于讀取探針進(jìn)入探針孔的長(zhǎng)度；所述環(huán)形采集裝置內(nèi)部設(shè)有槽口，用于布設(shè)連接探針的電纜；所述網(wǎng)絡(luò)并行電法儀器設(shè)備與所述環(huán)形采集裝置通過專用通訊電纜相連接。

作為優(yōu)選，所述環(huán)形采集裝置可根據(jù)體檢樹木直徑的大小進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整；

作為優(yōu)選，所述環(huán)形采集裝置的結(jié)構(gòu)骨架是由硬質(zhì)樹脂材料制成；

作為優(yōu)選，所述探針孔的直徑為3mm；

作為優(yōu)選，所述探針由不銹鋼材料制成，一般直徑在1-2mm；

一種用于林木體檢的電導(dǎo)率成像方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)先將兩個(gè)半環(huán)形采集裝置對(duì)準(zhǔn)待測(cè)樹干截面，根據(jù)水準(zhǔn)儀調(diào)整水平并固定；

(2)在環(huán)形采集裝置中，將n根探針按順序插入相應(yīng)的探針孔，并讀取每根探針進(jìn)入探針孔的長(zhǎng)度L₀，然后繼續(xù)通過按壓帽將每根探針按入長(zhǎng)度L₁(一般要求L₁略大于3mm即可)，然后計(jì)算每根探針與樹干截面的接觸點(diǎn)到環(huán)形裝置中心的距離，從而獲得每根探針與樹干截面接觸點(diǎn)的坐標(biāo)(x_n，y_n)，計(jì)算公式如下：