CN103486933B - 消除位移茎变差传感器受作物茎生长影响的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于农业节水灌溉技术领域，尤其涉及一种消除位移茎变差传感器受作物茎生长影响的方法。去掉位移传感器测量推拉杆上的压缩弹簧，重新加工测量推拉杆，在测量推拉杆上固定一个凹形支架，加工一个与位移传感器成为一体的L型板作为卷制恒力弹簧的支架，将所测作物茎变差测量对茎秆施加的最佳作用力的一半，作为选择卷制恒力弹簧拉伸力的依据，选择两个相同的卷制恒力弹簧分别对称地安装在L型板上的两个卷制恒力弹簧的滚轮上，再将两个卷制恒力弹簧的拉伸端分别对称的用螺栓固定在测量推拉杆上的凹形支架的两侧上，构成了一个不受作物茎生长影响的位移茎变差传感器。该方法简单有效，成本低廉。

Description

消除位移茎变差传感器受作物茎生长影响的方法

技术领域：

本发明属于农业节水灌溉技术领域，尤其涉及一种消除位移茎变差传感器受作物茎生长影响的方法。

背景技术：

位移茎变差传感器用于监测作物茎秆直径的微变化，作物茎秆直径的微变化是指作物茎秆白天蒸腾失水收缩，夜晚根系吸水膨胀，由此导致的植株茎秆直径上的微小变化。作物茎直径微变化与作物体内的水分变化密切相关，同时它还能反应出外界蒸腾条件及土壤供水能力的变化。国外利用植株茎直径微变化监测作物水分状况的相关试验研究从20世纪50年代末就已经开始，20世纪80年代在继续深化机理研究的同时，开始注重于应用技术的探索。1984年，McBurney等针对已有方法的不确定性和植物生长对测定结果的影响等问题，对茎直径变化和茎水势之间的关系及测定方法做了进一步研究。20世纪90年代，茎直径变化监测作物水分方法在自动控制灌溉系统中已有所运用。1995年，Sato等在温室条件下进行了盆栽试验。他们设计安装了一个自动控制供水系统，包括一台PC、I／O界面、喷灌设备、光合光子通量密度(PPFD)传感器和激光茎直径传感器。与其它研究不同，Sato等用茎直径变化监测作物水分状况的手段是激光传感器，因为激光茎直径传感器没有其它研究中用带弹簧的位移茎变差传感器受植物茎生长影响的问题。位移茎变差传感器是通过弹簧夹持在植物茎秆上的，弹簧作用于植物茎秆上的压力与弹簧的位移成正比，伴随植物茎秆的生长使弹簧的位移加大，从而作用于植物茎秆上的压力逐渐增强，导致植株茎秆直径的微小变化(膨胀和收缩)也逐步减少而严重影响茎变差的监测结果。例如：中国农业科学院农田灌溉研究所在采用德国产DD型茎直径变化传感器(典型的位移茎变差传感器)测定番茄植株茎直径微变化时，探头安装松紧的初始值控制在1000Ω(相当于弹簧压缩1000μm)，由于番茄茎直径的自然生长作用其值会增加，当所测探头电阻超过1500Ω(相当于弹簧压缩1500μm)时，将探头调松至1000Ω(相当于弹簧压缩1000μm)，以减少番茄茎秆自然生长的影响。进行如此频繁的调校，在自动控制灌溉系统中是绝对不能接受的，因此，茎生长严重影响茎变差的监测结果的问题，是采用茎变差方法诊断作物缺水程度，实现灌溉自动控制实际运用的一个必须逾越的障碍和必须解决的一个前提。本发明人的试验也证实，弹簧对茎秆施加力的大小，是，是否能测到茎直径的日变化和测量灵敏度高低的决定因素，经试验，对番茄茎秆施加力的最佳大小是9.6N。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种消除位移茎变差传感器受作物茎生长影响的方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种消除位移茎变差传感器受作物茎生长影响的方法，第一步，去掉位移茎变差传感器中的位移传感器测量推拉杆上的压缩弹簧，第二步，将位移传感器的测量推拉杆重新订做加工，包括：1、长度延长，2、将测量推拉杆全部拉出，在测量推拉杆上远离位移传感器的一端开始加工螺纹直到距位移传感器大于测量量程的位置上，3、加工一个凹形支架，凹形支架的两侧打孔后攻丝，再在凹形支架底部中心打孔，测量推拉杆从该孔穿过，前后用两个螺丝固定在靠近位移传感器测量推拉杆上螺纹即将消失位置的测量推拉杆上，第三步，加工一个L型板作为卷制恒力弹簧的支架，L型板的长臂端加工4个螺丝孔，用于固定L型板，使之与位移传感器成为一体，在L型板的短臂一端测量推拉杆通过的地方打一大于测量推拉杆直径的孔，在L型板的短臂一侧的边角处打一孔，在与之对称的另一边角处对称地打另一孔，将两个事先加工好的卷制恒力弹簧的滚轮用螺栓分别固定在这两个孔上，第四步，将所测作物茎变差测量对茎秆施加的最佳作用力的一半，作为选择卷制恒力弹簧拉伸力的依据，选择两个相同的卷制恒力弹簧分别对称地安装在L型板上的两个卷制恒力弹簧的滚轮上，两个卷制恒力弹簧的拉伸端分别对称的用螺栓固定在测量推拉杆上的凹形支架的两侧上，最后，将位移茎变差传感器的茎秆活动顶托拧到测量推拉杆的最外端，各部就位，就构成了一个不受作物茎生长影响的位移茎变差传感器。

本发明具有如下积极效果：

采用本发明的方法不仅简单有效且成本低廉，很好地解决了现有的位移茎变差传感器受作物茎生长影响的问题。

附图说明：

附图为本发明实施例的示意图。

具体实施方式：

一个不受作物茎生长影响的位移茎变差传感器，如附图所示，包括：位移传感器1、探头支架2、恒力弹簧支架3和被测植株茎秆4，位移传感器1的测量推拉杆1-1上远离位移传感器1的最外端固定有茎秆活动顶托1-2，测量推拉杆1-1上靠近位移传感器1的一端，并且随着测量推拉杆1-1的移动不被碰撞的位置固定有用来固定上卷制恒力弹簧3-1和下卷制恒力弹簧3-2的拉伸端的拉伸移动托架1-3，拉伸移动托架1-3为凹形，探头支架2由左侧L型架2-1、右侧L型架2-2、上丝杆2-3、下丝杆2-4和丝杆固定螺丝以及固定在右侧L型架2-2上的茎秆固定顶托2-5组成，位移传感器1固定在左侧L型架2-1上，恒力弹簧支架3的左侧固定在左侧L型架2-1上，在恒力弹簧支架3的右上部通过上滚轮和上滚轮固定轴安装有上卷制恒力弹簧3-1，与之对称，在恒力弹簧支架3的右下部通过下滚轮和下滚轮固定轴安装有下卷制恒力弹簧3-2，上卷制恒力弹簧3-1和下卷制恒力弹簧3-2的拉伸端分别对称地固定于拉伸移动托架1-3的上、下两侧，被测植株茎秆4被夹在茎秆活动顶托1-2和茎秆固定顶托2-5之间。

如附图所示，以番茄为例，测量番茄茎变差，对番茄茎秆施加力的最佳大小是9.6N，据此，选择两个相同的拉伸力同为4.8N的卷制恒力弹簧，分别作为上卷制恒力弹簧3-1和下卷制恒力弹簧3-2安装在恒力弹簧支架3上。通过调节丝杆固定螺丝来调节测量推拉杆1-1的初始压缩量，一般可选择压缩1000μm。因为上卷制恒力弹簧3-1和下卷制恒力弹簧3-2通过测量推拉杆1-1对番茄茎秆施加力的大小，始终保持在9.6N这个最佳大小上，所以不必再进行调校，直至测量推拉杆1-1的全部量程压缩完毕为止，克服了植株茎生长对茎变差监测结果的影响。

卷制恒力弹簧既有国产的也有进口的，可找厂家订做；位移传感器可在上海精线电子科技有限公司型号为JSP的5mm位移传感器的基础上订做。

Claims (1)

1.一种消除位移茎变差传感器受作物茎生长影响的方法，其特征在于：第一步，去掉位移茎变差传感器中的位移传感器测量推拉杆上的压缩弹簧，第二步，将位移传感器的测量推拉杆重新订做加工，包括1、长度延长，2、将测量推拉杆全部拉出，在测量推拉杆上远离位移传感器的一端开始加工螺纹直到距位移传感器大于测量量程的位置上，3、加工一个凹形支架，凹形支架的两侧打孔后攻丝，再在凹形支架底部中心打孔，测量推拉杆从该孔穿过，前后用两个螺丝固定在靠近位移传感器测量推拉杆上螺纹即将消失位置的测量推拉杆上，第三步，加工一个L型板作为卷制恒力弹簧的支架，L型板的长臂端加工4个螺丝孔，用于固定L型板，使之与位移传感器成为一体，在L型板的短臂一端测量推拉杆通过的地方打一大于测量推拉杆直径的孔，在L型板的短臂一侧的边角处打一孔，在与之对称的另一边角处对称地打另一孔，将两个事先加工好的卷制恒力弹簧的滚轮用螺栓分别固定在这两个孔上，第四步，将所测作物茎变差测量对茎秆施加的最佳作用力的一半，作为选择卷制恒力弹簧拉伸力的依据，选择两个相同的卷制恒力弹簧分别对称地安装在L型板上的两个卷制恒力弹簧的滚轮上，两个卷制恒力弹簧的拉伸端分别对称的用螺栓固定在测量推拉杆上的凹形支架的两侧上，最后，将位移茎变差传感器的茎秆活动顶托拧到测量推拉杆的最外端，各部就位，就构成了一个不受作物茎生长影响的位移茎变差传感器。