[发明专利]活立木木材密度测量方法及装置

权利要求书

1.一种活立木木材密度测量方法，其特征在于，包括：

测量活立木的距离地面第一高度处的待测部位的直径；

在空气中相隔大于所述直径的第一距离发射与接收预设频率范围的微波，测量不同频率时发射微波信号与第一接收微波信号的第一比值，测量不同频率时发射微波信号与第一接收微波信号的第一比值包括：将所述第一接收微波信号与所述发射微波信号正交解调得到所述第一接收微波信号的第一路基带信号和第二路基带信号；将所述第一路基带信号和所述第二路基带信号分别转换为第一路数字信号和第二路数字信号；根据所述第一路数字信号和所述第二路数字信号来计算不同频率时所述发射微波信号与所述第一接收微波信号的所述第一比值；

在空气中于所述第一高度处发射所述微波使得所述微波穿透所述活立木的所述待测部位，并且在与所述微波的发射位置相隔所述第一距离处接收所述微波，测量不同频率时所述发射微波信号与第二接收微波信号的第二比值，测量不同频率时所述发射微波信号与第二接收微波信号的第二比值包括：将所述第二接收微波信号与所述发射微波信号正交解调得到所述第二接收微波信号的第三路基带信号和第四路基带信号；将所述第三路基带信号和所述第四路基带信号分别转换为第三路数字信号和第四路数字信号；根据所述第三路数字信号和所述第四路数字信号来计算不同频率时所述发射微波信号与所述第二接收微波信号的所述第二比值；

根据所述第一比值、所述第二比值和所述直径，计算所述活立木的介电常数和衰减常数；

确定所述活立木的木材密度与所述介电常数和衰减常数的关系式，并根据所述关系式计算所述活立木的所述木材密度，所述活立木的木材密度与所述介电常数和衰减常数的关系式为：

其中，为所述活立木的木材密度，为所述活立木的介电常数，为所述活立木的衰减常数，是预先标定的与所述活立木的树种相关的参数。

2.根据权利要求1所述的活立木木材密度测量方法，其特征在于，所述测量方法还包括：

在所述活立木的所述待测部位的不同方向多次测量所述第二比值；

根据所述第一比值、多次测量的所述第二比值和所述直径，分别计算不同方向的所述活立木的所述待测部位的介电常数和衰减常数；

根据所述关系式，分别计算不同方向的所述活立木的所述待测部位的木材密度；

计算所述不同方向的所述活立木的所述待测部位的木材密度的平均值，得到所述活立木的所述待测部位的平均木材密度。

3.根据权利要求2所述的活立木木材密度测量方法，其特征在于，所述根据所述第一比值、所述第二比值和所述直径，计算所述活立木的介电常数和衰减常数包括：

利用傅里叶逆变换计算所述第一比值和所述第二比值对应的第一时域数据和第二时域数据；

根据所述第一时域数据和所述第二时域数据，计算所述微波在所述活立木的所述待测部位的传输时间和幅度衰减；

根据所述传输时间和所述直径计算所述活立木的介电常数；以及

根据所述幅度衰减和所述直径计算所述活立木的衰减常数。

4.根据权利要求3所述的活立木木材密度测量方法，其特征在于，所述根据所述第一时域数据和所述第二时域数据，计算所述微波在所述活立木的所述待测部位的传输时间和幅度衰减包括：

选取所述第一时域数据的波形的幅值最大值处，确定所述幅值最大值处对应的第一时间和第一幅值；

选取所述第二时域数据的波形的幅值最大值处，确定所述幅值最大值处对应的第二时间和第二幅值；

根据所述第一时间、所述第二时间和所述直径，计算所述传输时间；

根据所述第一幅值和所述第二幅值，计算所述幅度衰减。