一种小尺寸植株的茎流测定装置

    专利查询2026-06-22  7


    本技术涉及植物茎流探测,特别是一种小尺寸植株的茎流测定装置。


    背景技术:

    1、植物茎流量的监测研究对于了解植物生长和发育过程中的水分运输和生理调节至关重要。茎流量是指植物茎部的水分流动速率,通过研究这一过程,我们能够深入了解植物对水分的利用、水分在植物体内的分配以及理解植物在水分胁迫和逆境条件下的生理响应机制。有助于监测植株状态与植株生长过程的水分响应机制,为作物科学育种和农业高效生产提供理论依据,为可持续农业和生态系统管理提供技术支持,对保障气候变化下的粮食安全意义重大。根据植株茎秆水分及能量传输的守恒,监测植株茎秆温度对外加热源的响应即可基于植株自身热力传导系数计算茎秆不同区段在不同时间段的液流通量,此即为茎流监测的热技术。

    2、中国实用新型专利(授权公告号:cn204988391u 名称:植物茎流传感器)包括至少一根用于插入植物茎部中的探针和用于对从所述探针得到的信号进行处理的信号处理部,所述探针内设置有加热元件和测温元件,其中,所述加热元件在工作时对所述测温元件进行加热并且在达到预定温度后停止加热,所述测温元件根据所检测到的温度产生电信号;所述信号处理部采集所述测温元件产生的所述电信号并对所述电信号进行处理,使得所述电信号成为预定格式的数字信号,但是,插入式茎流计需要满足探针插入需求,适用的植株茎秆直径大多需要大于15cm,而且计算所需的基本参数如茎秆热传导特征、外壳导电率等信息需要额外试验确定,此外,探针往往会造成植株局部的破损和变化,进而导致测量结果的误差。


    技术实现思路

    1、本实用新型的目的在于提供一种小尺寸植株的茎流测定装置,以克服现有技术的缺点。

    2、本实用新型的目的通过以下技术方案来实现:一种小尺寸植株的茎流测定装置,包括固定器和数据采集器,所述固定器用于将所述数据采集器的电线夹持在所述植株的茎秆上,所述数据采集器内置有电池,所述固定器由两个相互铰接的壳体组成,两个所述壳体可闭合,闭合的所述壳体呈管状,还包括温湿度传感器,所述温湿度传感器埋入所述植株根系旁的土壤内,所述壳体内粘附有发泡海绵,闭合的所述壳体内的所述发泡海绵呈柱状,所述发泡海绵与所述壳体之间固定有电阻丝和热电偶丝,所述热电偶丝为一对,所述电阻丝位于一对所述热电偶丝之间,所述电阻丝与所述热电偶丝均呈圈状且沿所述壳体的轴心线方向分布,所述壳体与所述发泡海绵之间还设置有压敏电阻,所述温湿度传感器、所述压敏电阻、所述电阻丝以及所述热电偶丝均通过所述电线与所述数据采集器电连接。

    3、优选地,两个所述壳体的闭合端均一体成型有固定板,一个所述固定板上开设有锁孔,另一个所述固定板上一体成型有弹性插块,所述弹性插块上固定有楔形锁块,通过将所述楔形锁块卡在所述锁孔的端口上锁死闭合的所述壳体,所述楔形锁块为若干且沿所述弹性插块的延伸方向分布。

    4、优选地,还包括三根支撑腿,所述支撑腿可伸缩,一根所述支撑腿固定在一个所述壳体的外壁上,另两根所述支撑腿固定在另一个所述壳体的外壁上。

    5、优选地,所述支撑腿包括定筒、动杆以及弹簧,所述定筒固定在所述壳体的外壁上,所述动杆插入所述定筒内,所述弹簧通过所述动杆压缩安装在所述定筒内,所述定筒的外壁上沿其轴心线方向开设有长圆形通孔,位于所述定筒内的所述动杆上拧有螺栓,所述螺栓滑动安装在所述长圆形通孔内,通过拧紧所述螺栓将所述动杆锁死。

    6、优选地,所述动杆远离所述定筒的一端呈锥形,所述动杆上还固定有限位板,所述限位板远离所述定筒。

    7、与现有技术相比,本实用新型的有益效果为:

    8、通过发泡海绵包裹植株茎秆进行固定,并以环状电阻丝为能量源,通过上下两方向布置热电偶丝监测温度变化,即可通过热能量平衡方程精密计算测定点位不同时段内植株茎流量,具有低损伤、低扰动、高精度的优点。



    技术特征:

    1.一种小尺寸植株的茎流测定装置,包括固定器和数据采集器,所述固定器用于将所述数据采集器的电线夹持在所述植株的茎秆上,所述数据采集器内置有电池,所述固定器由两个相互铰接的壳体(1)组成,两个所述壳体(1)可闭合,闭合的所述壳体(1)呈管状,其特征在于:还包括温湿度传感器,所述温湿度传感器埋入所述植株根系旁的土壤内,所述壳体(1)内粘附有发泡海绵(2),闭合的所述壳体(1)内的所述发泡海绵(2)呈柱状,所述发泡海绵(2)与所述壳体(1)之间固定有电阻丝(3)和热电偶丝(4),所述热电偶丝(4)为一对,所述电阻丝(3)位于一对所述热电偶丝(4)之间,所述电阻丝(3)与所述热电偶丝(4)均呈圈状且沿所述壳体(1)的轴心线方向分布,所述壳体(1)与所述发泡海绵(2)之间还设置有压敏电阻,所述温湿度传感器、所述压敏电阻、所述电阻丝(3)以及所述热电偶丝(4)均通过所述电线与所述数据采集器电连接。

    2.根据权利要求1所述的一种小尺寸植株的茎流测定装置,其特征在于:两个所述壳体(1)的闭合端均一体成型有固定板(5),一个所述固定板(5)上开设有锁孔,另一个所述固定板(5)上一体成型有弹性插块(6),所述弹性插块(6)上固定有楔形锁块(7),通过将所述楔形锁块(7)卡在所述锁孔的端口上锁死闭合的所述壳体(1),所述楔形锁块(7)为若干且沿所述弹性插块(6)的延伸方向分布。

    3.根据权利要求1所述的一种小尺寸植株的茎流测定装置,其特征在于:还包括三根支撑腿,所述支撑腿可伸缩,一根所述支撑腿固定在一个所述壳体(1)的外壁上,另两根所述支撑腿固定在另一个所述壳体(1)的外壁上。

    4.根据权利要求3所述的一种小尺寸植株的茎流测定装置,其特征在于:所述支撑腿包括定筒(8)、动杆(9)以及弹簧(10),所述定筒(8)固定在所述壳体(1)的外壁上,所述动杆(9)插入所述定筒(8)内,所述弹簧(10)通过所述动杆(9)压缩安装在所述定筒(8)内,所述定筒(8)的外壁上沿其轴心线方向开设有长圆形通孔(11),位于所述定筒(8)内的所述动杆(9)上拧有螺栓(12),所述螺栓(12)滑动安装在所述长圆形通孔(11)内,通过拧紧所述螺栓(12)将所述动杆(9)锁死。

    5.根据权利要求4所述的一种小尺寸植株的茎流测定装置,其特征在于:所述动杆(9)远离所述定筒(8)的一端呈锥形,所述动杆(9)上还固定有限位板(13),所述限位板(13)远离所述定筒(8)。


    技术总结
    本技术涉及植物茎流探测技术领域,公开了一种小尺寸植株的茎流测定装置,它包括固定器和数据采集器,固定器用于将数据采集器的电线夹持在植株的茎秆上,数据采集器内置有电池,固定器由两个相互铰接的壳体组成,壳体内粘附有发泡海绵,发泡海绵与壳体之间固定有电阻丝和热电偶丝,热电偶丝为一对,电阻丝位于一对热电偶丝之间,电阻丝与热电偶丝均通过电线与数据采集器电连接。本技术的有益效果是:通过发泡海绵包裹植株茎秆进行固定,并以环状电阻丝为能量源,通过上下两方向布置热电偶丝监测温度变化,即可通过热能量平衡方程精密计算测定点位不同时段内植株茎流量,具有低损伤、低扰动、高精度的优点。

    技术研发人员:崔宁博,范梦颖,谭明东,姜守政,张文江,马黎华,张敏,高颖,陈娟
    受保护的技术使用者:四川大学
    技术研发日:20240409
    技术公布日:2024/11/26
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