作物水分狀況莖變差監測傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于農業節水灌溉【技術領域】，尤其涉及一種作物水分狀況莖變差監測傳感器。包括：位移傳感器、探頭支架和恒力彈簧支架，位移傳感器的測量推拉桿上固定有卷制恒力彈簧的凹形拉伸移動托架，在恒力彈簧支架的右上部和右下部對稱地安裝有兩個相同的卷制恒力彈簧，它們的拉伸端分別對稱地固定于凹形拉伸移動托架的上、下兩側。因為卷制恒力彈簧通過測量推拉桿對莖稈施加力的大小，始終保持在最佳大小上，所以不必再進行調校，直至測量推拉桿的全部量程壓縮完畢為止，克服了植株莖生長對莖變差監測結果的影響，結構簡單，成本低廉。
【專利說明】 作物水分狀況莖變差監測傳感器
【技術領域】:
[0001]本實用新型屬于農業節水灌溉【技術領域】，尤其涉及一種作物水分狀況莖變差監測傳感器。
【背景技術】:
[0002]莖變差監測傳感器用于監測作物莖桿直徑的微變化，作物莖桿直徑的微變化是指作物莖桿白天蒸騰失水收縮，夜晚根系吸水膨脹，由此導致的植株莖桿直徑上的微小變化。作物莖直徑微變化與作物體內的水分變化密切相關，同時它還能反應出外界蒸騰條件及土壤供水能力的變化。國外利用植株莖直徑微變化監測作物水分狀況的相關試驗研究從20世紀50年代末就已經開始，20世紀80年代在繼續深化機理研究的同時，開始注重于應用技術的探索。1984年,McBurney等針對已有方法的不確定性和植物生長對測定結果的影響等問題，對莖直徑變化和莖水勢之間的關系及測定方法做了進一步研究。20世紀90年代，莖直徑變化監測作物水分方法在自動控制灌溉系統中已有所運用。1995年，Sato等在溫室條件下進行了盆栽試驗。他們設計安裝了一個自動控制供水系統，包括一臺PC、I/O界面、噴灌設備、光合光子通量密度(PPFD)傳感器和激光莖直徑傳感器。與其它研究不同，Sato等用莖直徑變化監測作物水分狀況的手段是激光直徑傳感器，因為激光莖直徑傳感器沒有其它研究中用帶彈簧的位移傳感器受植物莖生長影響的問題。位移傳感器是通過彈簧夾持在植物莖桿上的，彈簧作用于植物莖桿上的壓力與彈簧的位移成正比，伴隨植物莖桿的生長使彈簧的位移加大，從而作用于植物莖桿上的壓力逐漸增強，導致植株莖桿直徑的微小變化(膨脹和收縮)也逐步減少而嚴重影響莖變差的監測結果。例如:中國農業科學院農田灌溉研究所在采用德國產DD型莖直徑變化傳感器測定番茄植株莖直徑微變化時，探頭安裝松緊的初始值控制在1000 Ω (相當于彈簧壓縮1000 μ m)，由于番茄莖直徑的自然生長作用其值會增加，當所測探頭電阻超過1500 Ω (相當于彈簧壓縮1500 μ m)時，將探頭調松至1000 Ω (相當于彈簧壓縮1000 μ m)，以減少番茄莖桿自然生長的影響。進行如此頻繁的調校，在自動控制灌溉系統中是絕對不能接受的，因此，莖生長嚴重影響莖變差的監測結果的問題，是采用莖變差方法診斷作物缺水程度，實現灌溉自動控制實際運用的一個必須逾越的障礙和必須解決的一個前提。本發明人的試驗也證實，彈簧對莖桿施加力的大小，是，是否能測到莖直徑的日變化和測量靈敏度高低的決定因素，經試驗，對番茄莖桿施加力的最佳大小是9.6N。
實用新型內容:
[0003]本實用新型的目的在于提供一種能消除作物莖生長影響的作物水分狀況莖變差監測傳感器。
[0004]本實用新型的目的是這樣實現的:
[0005]一種作物水分狀況莖變差監測傳感器，包括:位移傳感器、探頭支架、恒力彈簧支架和被測植株莖桿，位移傳感器的測量推拉桿上遠離位移傳感器的最外端固定有莖桿活動頂托，測量推拉桿上靠近位移傳感器的一端，并且隨著測量推拉桿的移動不被碰撞的位置固定有用來固定上卷制恒力彈簧和下卷制恒力彈簧的拉伸端的拉伸移動托架，拉伸移動托架為凹形，探頭支架由左側L型架、右側L型架、上絲桿、下絲桿和絲桿固定螺絲以及固定在右側L型架上的莖桿固定頂托組成，位移傳感器固定在左側L型架上，恒力彈簧支架的左側固定在左側L型架上，在恒力彈簧支架的右上部通過滾輪I和滾輪固定軸I安裝有上卷制恒力彈簧，與之對稱，在恒力彈簧支架的右下部通過滾輪2和滾輪固定軸2安裝有下卷制恒力彈簧，上卷制恒力彈簧和下卷制恒力彈簧的拉伸端分別對稱地固定于拉伸移動托架的上、下兩側，被測植株莖桿被夾在莖桿活動頂托和莖桿固定頂托之間。
[0006]以番茄為例，測量番茄莖變差，對番茄莖桿施加力的最佳大小是9.6N,據此，選擇兩個相同的拉伸力同為4.SN的卷制恒力彈簧，分別作為上卷制恒力彈簧和下卷制恒力彈簧安裝在恒力彈簧支架上。通過調節絲桿固定螺絲來調節測量推拉桿的初始壓縮量，一般可選擇壓縮1000 μ m。因為上卷制恒力彈簧和下卷制恒力彈簧通過測量推拉桿對番茄莖桿施加力的大小，始終保持在9.6N這個最佳大小上，所以不必再進行調校，直至測量推拉桿的全部量程壓縮完畢為止，克服了植株莖生長對莖變差監測結果的影響。
[0007]本實用新型具有如下積極效果:
[0008]本實用新型的作物水分狀況莖變差監測傳感器，能很好地消除作物莖生長對莖變差監測結果的影響，結構簡單，成本低廉。
【專利附圖】
【附圖說明】:
[0009]附圖為本發明的傳感器的示意圖。
【具體實施方式】:
[0010]一種作物水分狀況莖變差監測傳感器，如附圖所示，包括:位移傳感器1、探頭支架2、恒力彈簧支架3和被測植株莖桿4，位移傳感器I的測量推拉桿1-1上遠離位移傳感器I的最外端固定有莖桿活動頂托1-2，測量推拉桿1-1上靠近位移傳感器I的一端，并且隨著測量推拉桿1-1的移動不被碰撞的位置固定有用來固定上卷制恒力彈簧3-1和下卷制恒力彈簧3-2的拉伸端的拉伸移動托架1-3，拉伸移動托架1-3為凹形，探頭支架2由左側L型架2-1、右側L型架2-2、上絲桿2-3、下絲桿2_4和絲桿固定螺絲以及固定在右側L型架2-2上的莖桿固定頂托2-5組成，位移傳感器I固定在左側L型架2-1上，恒力彈簧支架3的左側固定在左側L型架2-1上，在恒力彈簧支架3的右上部通過滾輪I和滾輪固定軸I安裝有上卷制恒力彈簧3-1，與之對稱，在恒力彈簧支架3的右下部通過滾輪2和滾輪固定軸2安裝有下卷制恒力彈簧3-2，上卷制恒力彈簧3-1和下卷制恒力彈簧3-2的拉伸端分別對稱地固定于拉伸移動托架1-3的上、下兩側，被測植株莖桿4被夾在莖桿活動頂托1-2和莖桿固定頂托2-5之間。
[0011]如附圖所示，以番茄為例，測量番茄莖變差，對番茄莖桿施加力的最佳大小是9.6N，據此，選擇兩個相同的拉伸力同為4.SN的卷制恒力彈簧，分別作為上卷制恒力彈簧3-1和下卷制恒力彈簧3-2安裝在恒力彈簧支架3上。通過調節絲桿固定螺絲來調節測量推拉桿1-1的初始壓縮量，一般可選擇壓縮1000 μ m。因為上卷制恒力彈簧3-1和下卷制恒力彈簧3-2通過測量推拉桿1-1對番茄莖桿施加力的大小，始終保持在9.6N這個最佳大小上，所以不必再進行調校，直至測量推拉桿1-1的全部量程壓縮完畢為止，克服了植株莖生長對莖變差監測結果的影響。
[0012]卷制恒力彈簧既有國產的也有進口的，可找廠家訂做；位移傳感器可在上海精線電子科技有限公司型號為JSP的5mm位移傳感器的基礎上訂做。
【權利要求】
1.一種作物水分狀況莖變差監測傳感器，其特征在于:包括位移傳感器(I)、探頭支架(2)、恒力彈簧支架(3)和被測植株莖桿(4)，位移傳感器⑴的測量推拉桿(1-1)上遠離位移傳感器(I)的最外端固定有莖桿活動頂托(1-2)，測量推拉桿(1-1)上靠近位移傳感器(I)的一端，并且隨著測量推拉桿(1-1)的移動不被碰撞的位置固定有用來固定上卷制恒力彈簧(3-1)和下卷制恒力彈簧(3-2)的拉伸端的拉伸移動托架(1-3)，拉伸移動托架(1-3)為凹形，探頭支架(2)由左側L型架(2-1)、右側L型架(2-2)、上絲桿(2_3)、下絲桿(2-4)和絲桿固定螺絲以及固定在右側L型架(2-2)上的莖桿固定頂托(2-5)組成，位移傳感器(I)固定在左側L型架(2-1)上，恒力彈簧支架(3)的左側固定在左側L型架(2-1)上，在恒力彈簧支架(3)的右上部通過滾輪I和滾輪固定軸I安裝有上卷制恒力彈簧(3-1)，與之對稱，在恒力彈簧支架(3)的右下部通過滾輪2和滾輪固定軸2安裝有下卷制恒力彈簧(3-2)，上卷制恒力彈簧(3-1)和下卷制恒力彈簧(3-2)的拉伸端分別對稱地固定于拉伸移動托架(1-3)的上、下兩側，被測植株莖桿(4)被夾在莖桿活動頂托(1-2)和莖桿固定頂托(2-5)之間。
【文檔編號】G01B21/10GK203464921SQ201320564592
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年9月4日 優先權日:2013年9月4日
【發明者】高勝國, 黃修橋 申請人:中國農業科學院農田灌溉研究所