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专利号: 2020110645319
申请人: 浙江农林大学
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:

1.一种基于热扩散技术监测木质双向液流的装置,其特征在于,该装置包括:插针式传感器、电源控制器(1)和数据采集系统(2);所述插针式传感器包含加热探针(3)、第一温度参考探针(4)、第二温度参考探针(5)和第三温度参考探针(6);所述电源控制器(1)与加热探针(3)中电阻的输出端连接;所述加热探针(3)的热电偶铜镍合金线和第一温度参考探针(4)的热电偶铜镍合金线、第二温度参考探针(5)的热电偶铜镍合金线、第三温度参考探针(6)的热电偶铜镍合金线连接;所述数据采集系统(2)的第一组通道的正极与加热探针(3)的T型热电偶的铜线连接,所述数据采集系统(2)的第一组通道的负极与第一温度参考探针(4)的T型热电偶的铜线连接,所述数据采集系统(2)的第二组通道的正极和数据采集系统(2)的第一组通道的正极连接,所述数据采集系统(2)的第二组通道的负极与第二温度参考探针(5)的T型热电偶感的铜线连接,所述数据采集系统(2)第三组通道的正极和数据采集系统(2)的第二组通道的正极连接,所述数据采集系统(2)第三组通道的负极与第三温度参考探针(6)的T型热电偶的铜线连接;所述第一温度参考探针(4)、加热探针(3)和第二温度参考探针(5)由上至下依次设置,且两两间隔5mm,所述第三温度参考探针(6)位于加热探针(3)下方10cm处。

2.根据权利要求1所述监测木质双向液流的装置,其特征在于,所述加热探针(3)包括T型热电偶感温传感器、6mm的长针头、5mm长的缠绕式有效加热电阻以及外直径为2.35mm的导热铝管;所述长针头为中空结构,T型热电偶感温传感器设置于长针头的中央,有效加热电阻缠绕在长针头的外侧,导热铝管设置于有效加热电阻的外侧。

3.根据权利要求1所述监测木质双向液流的装置,其特征在于,所述电源控制器(1)的输出电流为120毫安。

4.根据权利要求1所述监测木质双向液流的装置,其特征在于,所述第一温度参考探针(4)、第二温度参考探针(5)、第三温度参考探针(6)均包括T型热电偶感温传感器,5mm长针头,外直径为2.38mm、壁厚为0.35mm的导热铝管;所述长针头为中空结构,T型热电偶感温传感器设置于长针头的中央,导热铝管设置于长针头的外侧。

5.根据权利要求1所述监测木质双向液流的装置,其特征在于,该装置的双向液流方向的判断由NVdown和NVup值比较得到,即NVdown-NVup=θ;当θ=0,液流为零值;当θ>0,液流方向为自生理下端流向生理上端,记为正液流;当θ<0,液流方向为自生理上端流向生理下端,记为逆液流。

其中,NVdown为所述加热探针(3)与第二温度参考探针(5)之间热电偶的标准化电势差,NVup为所述加热探针(3)与第一温度参考探针(4)之间热电偶的标准化电势差,θ为液流方向判断因子。

6.根据权利要求5所述监测木质双向液流的装置,其特征在于,该装置的液流密度Js为:

1.231

Js=θ*a*119*(VTD-max/VTD-1)         (1)

其中,a为因树种或观测组织而异的校正参数;VTD为加热探针(3)与第三温度参考探针(6)之间热电偶的电势差,VTD-max为一天中VTD最大值;Js>0为正向,即从生理下端向生理上端流动;Js<0为逆向,即从生理上端向生理下端流动;Js=0表示液流为零。

7.根据权利要求1-6任一项所述监测木质双向液流的装置,其特征在于,所述加热探针(3)、第一温度参考探针(4)、第二温度参考探针(5)、第三温度参考探针(6)均垂直插入木质茎秆或主根。