[发明专利]一种活立木冻融特性无损检测传感器、系统及方法

说明书

本发明实施例提供一种活立木冻融特性无损检测传感器、系统及方法，该传感器包括第一环形检测电极、第二环形检测电极、环境温度检测单元、印制电路板和外壳，其中：第一环形检测电极和第二环形检测电极设置有螺杆，第一环形检测电极的螺杆和第二环形检测电极的螺杆通过外壳的接入口进行插入固定，与印制电路板上对应的电极接口进行连接，从而根据环境温度信息，基于驻波率原理，周期性对活立木的含水量和含冰量进行测量；环境温度检测单元用于对环境温度进行检测；印制电路板，用于对环形检测电极采集到的电压差进行处理，以根据环境温度信息，得到活立木的含水量和含冰量。本发明实施例对活立木冻融特性进行检测，具有较高的便利性和检测精度。

技术领域

本发明涉及树木检测技术领域，尤其涉及一种活立木冻融特性无损检测传感器、系统及方法。

背景技术

活立木茎干水分是维持其正常生理活动的基础，当环境温度过低时，耐寒性较差的活立木其茎干水会发生冻结现象，进而引起冻伤甚至冻害从而影响活立木的正常生长，活立木茎体的含水率及含冰率是衡量活立木冻融特性的重要参数。因此对活立木茎体的含水率及含冰率进行实时检测，对研究活立木的冻融特性以及指导农田和林区树木种植具有重要意义。

目前，市场上已有较为成熟的植物茎体含水率传感器，但是这些传感器仅对活立木茎体的含水率进行检测，不能够针对活立木茎体的含水率和含冰率，同时进行准确无损的检测。此外，现有的植物茎体含水率传感器，由于不同类型的传感器之间的检测原理不同，导致测量结果差异较大，并且生产成本较高，难以大规模应用于实际生产。

因此，现在亟需一种活立木冻融特性无损检测传感器、系统及方法及来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供一种活立木冻融特性无损检测传感器、系统及方法。

第一方面，本发明实施例提供了一种活立木冻融特性无损检测传感器，包括第一环形检测电极、第二环形检测电极、环境温度检测单元、印制电路板和外壳，其中：

所述第一环形检测电极和所述第二环形检测电极设置有螺杆，所述第一环形检测电极的螺杆和所述第二环形检测电极的螺杆通过所述外壳上对应的接入口进行插入固定，以使得所述第一环形检测电极的螺杆和所述第二环形检测电极的螺杆与所述印制电路板上对应的电极接口进行连接，从而根据所述环境温度检测单元检测得到的环境温度信息，基于驻波率原理，周期性对活立木的含水量和含冰量进行测量；其中，所述第一环形检测电极和所述第二环形检测电极的环形电极结构设置为可拆卸结构；

所述环境温度检测单元设置在所述印制电路板上，用于对环境温度进行检测，得到环境温度信息；

所述印制电路板设置在所述外壳的内部，用于对所述第一环形检测电极和所述第二环形检测电极采集到的电压差进行处理，以根据所述环境温度信息，得到活立木的含水量和含冰量；

所述外壳为箱体结构，用于固定所述第一环形检测电极和所述第二环形检测电极，以使得所述第一环形检测电极和所述第二环形检测电极的圆心同轴设置，且所述第一环形检测电极和所述第二环形检测电极相互平行。

进一步地，所述印制电路板包括运算放大器，用于对所述第一环形检测电极和所述第二环形检测电极采集到的电压差进行放大处理。

进一步地，所述印制电路板还包括第一滤波电路和第二滤波电路，其中，所述第一滤波电路用于对所述第一环形检测电极的电压信号进行滤波处理，所述第二滤波电路用于对所述第二环形检测电极的电压信号进行滤波处理。

进一步地，所述第一环形检测电极和第二环形检测电极上设置有调节旋钮，用于对所述第一环形检测电极和第二环形检测电极的测量直径进行调节。

第二方面，本发明实施例提供了一种活立木冻融特性无损检测系统，包括：