基于溫度激勵的植物莖流采集系統(tǒng)的研究.pdf

1、樹干邊材液流速率是研究整株樹木蒸騰規(guī)律的重要指標。目前主要的測量方法中，熱擴散法和熱脈沖法由于需要獲取零莖流速率參照值，根據經驗公式來推算莖流速率，存在引入誤差和在不同樹種間通用性差等缺陷；另外現(xiàn)有市場上的莖流測量產品存在價格昂貴、穩(wěn)定性不好等問題。
　　針對上述問題，本文研究了一種改進熱脈沖法的測量技術，基于熱示蹤原理，設計了一種“溫度峰-峰值”莖流測量方法，克服了標準參數(shù)獲取、通用性差等問題，并開發(fā)了一套完整的植物莖流采集系統(tǒng)

2、設備，采用便攜式結構，傳感器安裝簡便。本文研究內容包括以下幾個方面：
　?。?）根據“溫度峰-峰值”測量方法的需求，設計了一種插針式莖流傳感器，通過優(yōu)化結構設計，實現(xiàn)了傳感器熱量注入的高精度、可重現(xiàn)性控制以及邊材液流溫度變化的高靈敏度感知；設計了相應的傳感器信號處理電路和數(shù)據采集模塊，并基于MCGS組態(tài)軟件設計上位機系統(tǒng)。
　?。?）通過分析樹干邊材液流的特征，結合實際試驗總結邊材液流傳導熱量引起溫升曲線的變化特點，設計了高

3、頻率采樣、門限檢測、軟件濾波、多次校驗的峰值捕捉方法，在北京市農林科學院內以楊樹、梧桐樹、棗樹、側柏四個樹種為樣本進行的測試結果表明觀察“峰-峰值”現(xiàn)象的最佳間距為30mm到35mm。
　　（3）研究植物傷口機理、環(huán)境因子對測量精度的影響，根據Swanson等提出的數(shù)值計算模型模擬熱對流及傳導現(xiàn)象得出的傷口修正模型，對誤差進行修正。
　　通過搭建模擬測量系統(tǒng)和實體測量對系統(tǒng)進行測試：模擬測量結果與實際流速之間的差值低于0.0