[实用新型]三维扫描式温度梯度采集系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种温度采集装置，尤其涉及一种三维扫描式温度梯度采集系统。

背景技术

温度的实时采集对科学研究、工程建设、工农业生产的有效实施具有十分重要的意义，例如在农田生态系统的微环境中，作物冠层内的温度、土壤温度和水分对农田生态过程的调节有着重要的作用。作物冠层的温度会影响叶片气孔的开闭，进而影响作物的蒸腾作用、光合作用及生物量。土壤温度和水分会影响土壤中有机质的分解过程及作物根系的生长。因此，温度变化对农田生态系统微环境具有不可忽视的影响，目前，地球变暖已经成为全球共识，因此评价和预测气候变暖过程中物理及化学的结果已经越来越紧迫。

向下的红外辐射增强导致了气候变暖，辐射产生的热量以感热、潜热和土壤热通量的形式消散。这会改变农田生态系统微环境中热量和水分的分布。温度的升高会显著地影响粮食作物的产量，而作物冠层内温度分布直接决定了作物的生长过程及干物质的积累。所以，在利用红外辐射增温基础上，充分认识农田生态系统微环境的变化，对于更深入的理解气候变暖对作物产量构成的影响有着重要的意义。

目前，在野外条件下利用红外辐射增温来模拟气候变暖为手段的试验已经有所尝试，但尚无进行该增温方式对作物冠层内的农田微气候影响的研究。其原因一方面是将红外增温辐射引入农田进行的研究还很少，处于探索阶段。目前关于红外辐射增温的野外试验，温度的测定主要是在地表、地面5-10cm和作物冠层的最上层；二是受限于技术手段。目前温度测定的方式通常是常规的热敏电阻固定点测定结合热红外成像仪测定，该方法不能对受气候变化影响导致的作物冠层内温度的变化被有效的测定，无法掌握作物生长以及产量变化与植株周围温度变化之间的关系，从而限制了未来气候变化与粮食作物产量之间关系及其解决方案的深入研究。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种三维扫描式温度梯度采集系统，以至少解决现有技术尚不能连续测定作物冠层温度的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供的三维扫描式温度梯度采集系统包括立体支架，所述立体支架上设有能够移动的支座，所述支座上设有至少一个用于测量空气温度的空气温度传感器，所述支座与用于驱动所述支座竖直移动和水平移动的一驱动系统连接，所述驱动系统和空气温度传感器与一处理器连接，所述处理器用于接收所述空气温度传感器采集的空气温度数据并控制所述驱动系统的运行。

根据上述三维扫描式温度梯度采集系统的一种优选实施方式，其中，所述立体支架设有能够竖直滑动的滑竿，所述支座设于所述滑竿上；所述驱动系统包括驱动所述滑竿竖直移动的第一驱动装置和驱动所述支座水平移动的第二驱动装置，所述第二驱动装置设于所述滑竿上。

根据上述三维扫描式温度梯度采集系统的一种优选实施方式，其中，所述第一驱动装置和第二驱动装置分别为与所述处理器连接的第一步进电机和第二步进电机；所述第一步进电机的输出轴与一第一丝杠连接，所述第一丝杠的螺母与所述滑竿连接以驱动所述滑竿竖直移动；所述第二步进电机的输出轴与一第二丝杠连接，所述第二丝杠的螺母与所述支座连接以驱动所述支座水平移动。

根据上述三维扫描式温度梯度采集系统的一种优选实施方式，其中，所述驱动系统还包括用于检测所述支座竖直移动距离的第一位移传感器和用于检测所述支座水平移动距离的第二位移传感器连接，所述第一位移传感器和第二位移传感器均与所述处理器连接。

根据上述三维扫描式温度梯度采集系统的一种优选实施方式，其中，所述第一位移传感器和第二位移传感器分别为第一拉绳位移传感器和第二拉绳位移传感器，所述第一拉绳位移传感器的拉绳移动端固定于所述滑竿，所述第二拉绳位移传感器的拉绳移动端固定于所述支座。

根据上述三维扫描式温度梯度采集系统的一种优选实施方式，其中，所述第一丝杠的两端处分别设有一第一限位开关以检测所述滑竿的移动并借此控制所述第一步进电机的运转方向，所述第二丝杠的两端处分别设有一第二限位开关以检测所述支座的移动并借此控制所述第二步进电机的运转方向。

根据上述三维扫描式温度梯度采集系统的一种优选实施方式，其中，还包括用于采集地表温度的土壤温度传感器，所述土壤温度传感器与所述处理器连接。

根据上述三维扫描式温度梯度采集系统的一种优选实施方式，其中，所述立体支架上设有用于采集风速和风向的三维风速仪，所述三维风速仪与所述处理器连接。

根据上述三维扫描式温度梯度采集系统的一种优选实施方式，其中，所述处理器与一用于显示及修改所述处理器、空气温度传感器、驱动系统的运行参数的触摸屏连接。