基于溫度激勵(lì)的植物莖流采集系統(tǒng)的研究.pdf

1、樹(shù)干邊材液流速率是研究整株樹(shù)木蒸騰規(guī)律的重要指標(biāo)。目前主要的測(cè)量方法中，熱擴(kuò)散法和熱脈沖法由于需要獲取零莖流速率參照值，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)推算莖流速率，存在引入誤差和在不同樹(shù)種間通用性差等缺陷；另外現(xiàn)有市場(chǎng)上的莖流測(cè)量產(chǎn)品存在價(jià)格昂貴、穩(wěn)定性不好等問(wèn)題。
　　針對(duì)上述問(wèn)題，本文研究了一種改進(jìn)熱脈沖法的測(cè)量技術(shù)，基于熱示蹤原理，設(shè)計(jì)了一種“溫度峰-峰值”莖流測(cè)量方法，克服了標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)獲取、通用性差等問(wèn)題，并開(kāi)發(fā)了一套完整的植物莖流采集系統(tǒng)

2、設(shè)備，采用便攜式結(jié)構(gòu)，傳感器安裝簡(jiǎn)便。本文研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　?。?）根據(jù)“溫度峰-峰值”測(cè)量方法的需求，設(shè)計(jì)了一種插針式莖流傳感器，通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了傳感器熱量注入的高精度、可重現(xiàn)性控制以及邊材液流溫度變化的高靈敏度感知；設(shè)計(jì)了相應(yīng)的傳感器信號(hào)處理電路和數(shù)據(jù)采集模塊，并基于MCGS組態(tài)軟件設(shè)計(jì)上位機(jī)系統(tǒng)。
　?。?）通過(guò)分析樹(shù)干邊材液流的特征，結(jié)合實(shí)際試驗(yàn)總結(jié)邊材液流傳導(dǎo)熱量引起溫升曲線的變化特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了高

3、頻率采樣、門(mén)限檢測(cè)、軟件濾波、多次校驗(yàn)的峰值捕捉方法，在北京市農(nóng)林科學(xué)院內(nèi)以楊樹(shù)、梧桐樹(shù)、棗樹(shù)、側(cè)柏四個(gè)樹(shù)種為樣本進(jìn)行的測(cè)試結(jié)果表明觀察“峰-峰值”現(xiàn)象的最佳間距為30mm到35mm。
　　（3）研究植物傷口機(jī)理、環(huán)境因子對(duì)測(cè)量精度的影響，根據(jù)Swanson等提出的數(shù)值計(jì)算模型模擬熱對(duì)流及傳導(dǎo)現(xiàn)象得出的傷口修正模型，對(duì)誤差進(jìn)行修正。
　　通過(guò)搭建模擬測(cè)量系統(tǒng)和實(shí)體測(cè)量對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試：模擬測(cè)量結(jié)果與實(shí)際流速之間的差值低于0.0