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专利号: 202010015881X
申请人: 天津农学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种树干含水率测量方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1、在树干上沿轴向选取两点并分别布设金属电极a和金属电极b;

步骤2、计算步骤1中金属电极a、金属电极b和树干构成的电源的内阻;

步骤3、通过树干含水率与电源内阻之间的关系模型MC=f(Ri)计算树干含水率;

其中,MC是树干含水率,Ri是电源内阻,函数f(Ri)的表达式由树种和待测组织确定;

所述步骤2的具体方法为:

测量步 骤1的金 属电 极a 和金 属电 极b之 间的开 路电 压 ,通过模 型计算电极与树干构成的电源的内阻;

上式中,Ri是电极与树干构成的电源的内阻,v是两电极之间的开路电压,函数f(v)的表达式由树种和待测组织确定,Ri(t0)是首次测量得到的内阻初值,k、a、b是待测量树种和组织决定的常数,t0是首次测量时刻,t是当前测量时刻。

2.根据权利要求1所述的一种树干含水率测量方法,其特征在于:所述步骤1的金属电极a和金属电极b分别使用锥形不锈钢电极和锥形铜电极。

3.根据权利要求1所述的一种树干含水率测量方法,其特征在于:所述步骤1的金属电极a和金属电极b布设点之间的距离为8-12cm。

4.根据权利要求1所述的一种树干含水率测量方法,其特征在于:所述步骤1的布设金属电极a和金属电极b的方法为:将金属电极a和金属电极b的前端布设至树干待测组织,去除电极周围的非待测组织,并在金属电极a和金属电极b的末端覆盖绝缘材料。

5.根据权利要求1所述的一种树干含水率测量方法,其特征在于:所述步骤2的模型的确定方法,包括以下步骤:(1)沿树干轴向选取两点并分别布设金属电极a和金属电极b;

(2)连续测量两个金属电极a和b之间的电压、电极与树干构成的电源的内阻;

(3)对步骤(2)所测得的电压和内阻进行回归分析,确定电压和内阻之间的关系模型。

6.根据权利要求5所述的一种树干含水率测量方法,其特征在于:所述步骤2的模型的确定方法的第(3)步的具体步骤包括:①将电压数据定义为集合φ1,将内阻数据定义为集合φR,计算集合φ1的中位数M1,将集合φ1中的所有元素减去M1,得到集合φ2;

②对集合φ2,从第二个元素E2开始,将自身与前面所有元素进行算数求和,即i为元素序号,Ei为序号为i的元素,第一个元素E1不变,得到集合φ3;

③计算集合φ3的峰峰值vp-p,计算集合φR的峰峰值Rp-p,计算vp-p与Rp-p的比值④对集合φ3,将所有元素除以Dp-p,得到集合φ4;

⑤计算集合φ4的中位数M4,计算集合φR的中位数MR,计算M4与MR的差值Δ=M4-MR;对集合φ4,将所有元素减去Δ,得到集合φ5;

⑥将集合φ5与集合φR进行线性回归分析,得到线性回归方程Eq:y=kx+b,其中y是内阻,k和b是常数;

⑦将 作为自变量带入Eq,得到内阻与电压的关系模型。

7.根据权利要求1所述的一种树干含水率测量方法,其特征在于:所述步骤3的树干含水率与电源内阻之间的关系模型MC=f(Ri)的确定方法,包括以下步骤:(1)取活立木枝干样本;

(2)取两个金属电极a、b,测量两个金属电极的总重量;

(3)沿样本轴向选取两点并分别布设金属电极a和金属电极b;

(4)将活立木枝干样本置于通风干燥处,连续测量活立木枝干样本与两个金属电极的总重量、两个金属电极与活立木枝干样本构成的电源的内阻,直到所取活立木枝干样本重量不再变化;

(5)计算各测量时刻的活立木枝干样本的含水率,与电源内阻进行回归分析,确定含水率与电源内阻之间的关系模型。