[发明专利]高精度树木胸径测量装置

说明书

技术领域

本发明属于测试计量技术领域，具体涉及一种高精度树木胸径测量装置。

背景技术

树木胸径是胸高直径的简称，立木测定的最基本因子之一。森林蓄积量、生物量、生长情况等测定和评估都是基于胸径进行的。树干依据环境或其生理节律会出现周期性的膨胀和收缩，这些生理活动直接反映了树干的生理状态。测量树径变化量可以直接反应植物的生长状况，因此，胸径的测量在森林资源监测中具有重要地位。另外，树径精密实时测量可以为植物碳汇量与生长环境模型提供数据支持。

现有树径测量装置可以分为两大类，接触式测量与非接触式测量。接触式测量装置一般以传感器作为检测部件，如德国ECOMATIC公司生产的Dendrometer植物生长测量仪带张力传感器，可监测环境因子对植物水分平衡的影响及茎杆、果实直径的生长。将装置固定在测量部位，数据可以直读及自动记录，但是它只能测量树径的变化量而不是绝对直径且价格昂贵。非接触式测量装置一般以光电、电磁等技术为基础，如RD1000激光技术测树仪，内置角规常数程序，可用来测量断面积、直径和树高，内置倾角传感器，用于倾斜校正测量，能够准确地采集到树干任何部位的直径，虽然非接触式测量装置方便携带、测量快速，但是精度不能满足研究要求和实时测量的需求。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种高精度树木胸径测量装置。

本发明所采用的技术方案是：

本发明主要由固定夹具、测量部件、处理电路构成。上述固定夹具中两根对称L型铝型材处于同一平面上，长爪容栅数显卡尺尺身与支撑杆分别固定在铝型材两端，四个直角定位连接件分别安装于容栅数显卡尺尺身与支撑杆端部，从而构成矩形支架。其中一根L型铝型材中心处开槽与矩形绳扣配合，并由螺钉固定，弹性固定绳穿过矩形绳扣紧固于树干上。U型支架固定于另一根L型铝型材中心处，两个橡胶固定块分别由羊角螺钉固定于U型支架两端面，传感器支架安装于该根L型铝型材中心处，用于固定电感位移传感器。两根L型铝型材上还固定有水准泡，用于检测整个装置是否处于水平状态。

上述测量部件包括容栅数显卡尺、电感位移传感器。容栅数显卡尺尺身既作为支撑杆也作为测量件，容栅数显卡尺用于胸径静态测量；电感位移传感器用于胸径动态测量。

本发明有益效果：

(1)仪器安装方便、轻巧，对树木生长影响较小；

(2)测量分辨率高，精度达到微米量级，满足测量及研究需求；

(3)树径静态测量与动态测量结合，直接得到树径参数并非间接得到，减少了测量误差；

(4)树径静动态测量值可以直接显示、存储，方便实验人员数据处理；

(5)仪器供电简单，耗电量小，适合室外长期测量。

附图说明

图1为本发明原理图；

图2为本发明俯视图；

图中：1、沉头螺钉；2、十字螺钉；3、L型铝材；4、直角定位连接件；5、支撑杆；6、传感器测头；7、水准泡；8、U型支架；9、螺母；10、传感器支架；11、电感位移传感器；12、螺杆；13、羊角螺钉；14、橡胶固定块；15、L型铝材；16、容栅数显卡尺；17、容栅数显卡尺尺身。

图3为本发明侧视图；

图中：18、矩形绳扣；19、弹性固定绳；20、树干。

具体实施方式

本发明具体实施方式，以下结合附图对本发明作进一步描述。

如图1所示，为树木胸径测量装置的原理图，本发明应用树径静态测量与动态测量相结合原理，以容栅数显卡尺测量值作为胸径静态参量L，电感位移传感器测量值作为胸径动态参量△l_i。测量结果组成：第一部分为容栅数显卡尺读数，第二部分为电感位移传感器读数，二者之和为测量结果，因此所得树径实时测量值为L_i＝L+2△l_i。

以下结合图2、图3对测量装置进行详细阐述。