[实用新型]一种新型活立木边材含水率测量仪

说明书

本实用新型是关于一种新型活立木边材含水率测量仪，其是由检测探头、检测电路、液晶显示屏、按键模块、可充电锂电池、充放电模块、稳压模块和单片机最小系统组成。其特征在于：所述探头与检测电路相连接，组成检测部分；液晶显示屏、按键模块组成数据结果显示部分；单片机最小系统是数据收集和处理部分。检测部分、按键模块连接在单片机的输入端，输出端是液晶显示屏，整个系统由锂电池供电。本实用新型的活立木边材含水率测量仪，响应时间快、误差小、便携，能够快速准确的测量活立木边材含水率，便于野外环境作业，提高活立木边材含水率的测量精度和效率。

技术领域

本实用新型涉及林业调查领域，具体涉及一种新型活立木边材含水率测量仪。

背景技术

木材边材含水率是树木生长特性的一个重要的表征指标。水分对木材本身性质、木材储运保存、木材使用性能及以木质材料为基材的人造板性能和加工工艺等均有很大的影响，因此掌握理解木材中水分对木材的合理加工与利用有着重要意义。在林业领域，尚没有通用的用于野外测量的活立木边材含水率测量仪。目前检测活立木边材水分最通用的方法是介电常数法，此法测量活立木边材含水率较为准确，国内外通用的仪器是时域反射仪，但该仪器主要应用于土壤含水率测量，目前虽有国外学者用于活立木边材含水率的检测，但是由于探针较长，对活立木的损伤较大，操作繁琐，需要通过传播时间反演出含水率，需要自行标定，无参照标准。除此之外，设备笨重，需要连接电脑才能进行数据传输和处理，不适合野外实时测量。除此之外，设备内部电路复杂，电磁波传播时间短，技术难度高，主要依赖进口，因而设备十分昂贵。因此，需要开发一种能实时、精确和方便地测量活立木边材含水率的低成本仪器。

发明内容

基于上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种活立木边材含水率测量仪。该测量仪克服了现有含水率测量仪所存在的一些不足，设备精巧便携，检测过程简单化，方便于野外作业，该设备能够克服野外环境的劣势，满足野外实际测量的需要，而本实用新型所述测量仪探针的改动极大地减少了仪器对树木的破坏。本实用新型所述测量仪上的液晶显示屏能够实时显示测量数据，不受其他设备同步的制约，本实用新型所述测量仪能够较为准确地获取活立木边材含水率的数据。本实用新型所述适用的树种有白桦、红松、冷杉、水曲柳、椴树等。

本实用新型所提供的这种活立木边材含水率测量仪，主要包括检测探头、多谐振荡电路、按键模块、液晶显示屏、单片机、可充电锂电池、充放电模块、稳压模块等部分，如图1所示。

所述检测探头包括探针和外壳，两根探针为紫铜材质的圆棒，外层包有一层绝缘软皮(热缩管)，探针具体尺寸为：长50mm，直径2mm，间距10mm。外壳用来固定探针，并绝缘，采用ABS工程塑料开模制成。

所述多谐振荡电路是555定时电路。

所述按键模块为1×4独立按键模块，5V/3.3V兼容。

所述液晶显示屏为2.4寸TFT LCD彩色液晶屏，并口驱动。

所述单片机为STM32F103VET6最小系统板。

所述电线为监测探头与电路、电路与单片机之间的电线。

所述可充电锂电池为3.7V18650单块锂电池。

所述充放电模块为2A 3.7V充放电一体模块，有锂电池保护功能。

所述稳压模块为LM2596S DC-DC直流可调降压稳压电源模块。

本实用新型所述的工作原理为：活立木边材含水率信号通过图3多谐振荡电路的电容C1 作为输入端，经过电路的放大，电容因介质(水分)的变化影响电路电流的变化，不断变化的信号通过最小系统板传入单片机，经过数据采集通道将模拟信号捕捉。单片机内部写入含水率反演算法，算法来自实验室对于不同树种含水率的标定，通过大样本实验得出误差比较小的含水率算法。被捕捉到的模拟信号通过算法反演出真实含水率，通过液晶显示屏实时显示出活立木边材的含水率。