KR20190110685A - Method and apparatus for measuring sap flow rate with temperature compensation - Google Patents

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(주) 텔로팜
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Abstract

According to the present invention, a method for measuring a flow velocity of sap of a plant comprises: (a) a step of inserting a probe including a heating means and a first temperature sensor for temperature difference measurement and a second temperature sensor for temperature difference compensation into a plant; (b) a step of repeatedly performing a process of measuring a temperature difference between a non-heating temperature in a non-heating state of the heating means and a heating temperature in a heating state of the heating means by the first temperature sensor and measuring a temperature change due to an external environment by the second temperature sensor to measure a temperature difference obtained by compensating for the temperature difference with the temperature change for a prescribed period of time; (c) a step of obtaining a reference temperature difference which is the highest value among compensated temperature differences measured by the step (b); (d) a step of measuring the temperature difference between the non-heating temperature in a non-heating state of the heating means and the heating temperature in a heating state of the heating means by the first temperature sensor and measuring the temperature change due to the external environment by the second temperature sensor to measure the temperature difference obtained by compensating for the temperature difference with the temperature change when a flow velocity of sap is to be calculated; and (e) a step of using the compensated temperature difference measured by the step (d) and the reference temperature difference obtained by the step (c) to calculate the flow velocity of the sap.

Description

온도 보정을 갖춘 수액 유속 측정 방법 및 장치{Method and apparatus for measuring sap flow rate with temperature compensation}Method and apparatus for measuring sap flow rate with temperature compensation {Method and apparatus for measuring sap flow rate with temperature compensation}

본 발명은 프로브를 식물에 삽입하여 식물의 수액의 유속을 측정하는 방법 및 장치에 관한 것이다,The present invention relates to a method and apparatus for inserting a probe into a plant to measure the flow rate of the sap of the plant,

식물 생육 모델은 식물의 생산량과 품질에 직접적인 영향을 미치고 있다. 식물 생육에 주요한 영향을 미치는 식물 생체 정보로는 온도, 수액 흐름(Sap Flow), 전기전도도(Electrical Conductivity)를 들 수 있으며, 이들 식물 생체 정보를 기초로 하여 물주기 스케쥴링, 온도 및 광량 제어, 비료 공급 시기와 양 등을 결정하여 식물 생육 모델을 결정하게 된다.Plant growth models have a direct impact on the yield and quality of plants. Plant bioinformatics that have a major impact on plant growth include temperature, sap flow, and electrical conductivity. Based on these plant bioinformation, water cycle scheduling, temperature and light control, and fertilizer The timing and amount of supply will determine the plant growth model.

식물의 수액의 흐름을 측정하는 것으로 예를 들면, 식물의 줄기 내에 직접 프로브(probe)를 삽입하는 기술이 개발되어 상기 프로브를 식물의 줄기 내에 삽입하여 수액 흐름을 측정하였다.In order to measure the flow of sap of a plant, for example, a technique of inserting a probe directly into the stem of a plant has been developed to measure the sap flow by inserting the probe into the stem of a plant.

기존의 수액 흐름 측정을 위한 방법으로는 (i) 식물 줄기에 가열 프로브와 온도측정 프로브를 수액 흐름 방향으로 설치하여 가열 프로브에서 히트 펄스를 발생시키고 발생한 히트 펄스가 온도측정 프로브에 도달할 때까지의 시간을 재어 유속을 측정하는 T-max 기술, (ii) 온도측정 프로브, 히터 프로브, 온도측정 프로브를 수액 흐름 방향으로 순차적으로 설치한 뒤 히터 프로브에서 히트 펄스를 발생시키고 위쪽 프로브와 아래쪽 프로브에 히트 펄스가 도달하는 시간을 측정하여 유속을 측정하는 Compensation Heat Pulse 방법, (iii) 온도측정 프로브, 히터 프로브, 온도측정 프로브를 수액 흐름 방향으로 순차적으로 설치 한 뒤 히터 프로브에서 히트 펄스를 발생시키고 일정 시간 뒤에 위, 아래 프로브에서 증가한 온도 비율을 측정해 유속을 측정하는 Heat Ratio 방법, (iv) 식물 줄기에 가열 프로브와 온도측정 프로브를 수액 흐름 방향으로 설치하고 가열 프로브를 일정하게 가열시키며 온도를 측정하고 이를 비가열 프로브 온도와 비교하여 열 발산량을 측정하고 이를 바탕으로 유속을 추산하는 Heat dissipation 방법 등이 있다.Conventional methods for measuring the flow of sap include: (i) installing a heating probe and a temperature measuring probe in the sap flow direction on the plant stem to generate a heat pulse from the heating probe until the heat pulse reaches the temperature measuring probe. T-max technology to measure flow rate over time, (ii) the temperature probe, the heater probe, and the temperature probe are sequentially installed in the direction of sap flow, and then the heater probe generates a heat pulse and heats the upper and lower probes. Compensation Heat Pulse method to measure the flow rate by measuring the time that the pulse arrives, (iii) Install the temperature probe, heater probe, temperature probe in the direction of the sap flow in order to generate a heat pulse from the heater probe The Heat Ratio room, which measures the flow rate by measuring the increased temperature ratio on the up and down probes , (iv) a heating probe and a temperature measuring probe are installed in the plant stem in the direction of the sap flow, the heating probe is uniformly heated, the temperature is measured, and the heat dissipation is measured by comparing the temperature with the non-heating probe temperature and the flow rate is estimated based on this. Heat dissipation method.

위와 같은 기존 측정 방식에서는 식물의 수액 흐름을 측정하기 위해 가열 프로브와 온도 측정 프로브가 분리되어 있고 두개 이상의 프로브를 일정 간격으로 설치해야 한다. 식물체의 부분적인 일사, 대류 열 전달, 일교차에 의한 지면과 식물체 사이의 온도 차이 등에 의해 식물체의 온도는 균일하지 않고 위치에 따라 달라지는데 이를 '자연적 온도 구배' (Natural Temperature Gradient)라 부른다. 기존 수액 흐름 측정 방법에서 두개 이상의 프로브를 설치하여 식물체의 온도 분포를 측정하는 과정에서 자연적 온도 구배 효과 때문에 근본적으로 수액 흐름 측정의 오차가 발생하게 된다. In the conventional measuring method as described above, in order to measure the sap flow of the plant, the heating probe and the temperature measuring probe are separated and two or more probes should be installed at regular intervals. The plant's temperature is not uniform and varies by location due to partial insolation of the plant, convective heat transfer, and temperature differences between the ground and the plant due to crossover. This is called the Natural Temperature Gradient. In the existing sap flow measurement method, when two or more probes are installed to measure the temperature distribution of a plant, an error in the sap flow measurement is fundamentally generated due to the natural temperature gradient effect.

또한 프로브 설치를 위해서는 필연적으로 식물체에 구멍을 뚫어야 하고 설치되는 프로브의 개수가 많아질수록 식물체의 생장에 영향을 주게 된다. 또, 프로브에 의한 수액 흐름 간섭 영향으로 오차 또한 커지게 된다. In addition, in order to install a probe, it is necessary to make a hole in the plant, and as the number of probes installed increases, it affects the growth of the plant. In addition, the error is also large due to the influence of the fluid flow interference by the probe.

이에 본 출원인은 특허출원 제10-2018-0023544(출원일 : 2018. 2. 27.)에서, 단일 프로브를 이용해 식물의 수액 흐름을 측정할 수 있고, 단일 프로브를 사용함으로써 측정 정확도와 측정 용이성을 높이고 측정 신뢰성을 확보할 수 있는 식물 수액 유속 측정 방법 및 장치를 제안한 바 있다. 물론 상기 특허출원에 기재된 발명들은 공지된 것은 아니므로 종래 기술에 해당하지는 않는다.Therefore, the applicant in the patent application No. 10-2018-0023544 (filed February 27, 2018), can measure the sap flow of the plant using a single probe, by using a single probe to increase the accuracy and ease of measurement There has been proposed a method and apparatus for measuring plant sap flow rate that can secure measurement reliability. Of course, the inventions described in the patent application are not known and do not correspond to the prior art.

상기 특허출원에 기재된 발명들은 프로브를 비가열 상태로부터 일정 시간 가열시켜 가열 상태로 만들고 이때 발생하는 온도차를 통해 수액 흐름을 측정하는데, 온도차를 측정하는 과정에서 측정 시간 동안 외부 환경에 의한 온도변화가 발생할 수 있다. 이처럼 외부 환경에 의한 온도변화가 발생하는 경우 이 온도변화는 측정된 온도차에 측정 오차로서 반영되어진다.The inventions described in the patent application heat the probe from the non-heated state for a certain time to make the heating state and measure the sap flow through the temperature difference generated at this time, the temperature change caused by the external environment during the measurement time in the process of measuring the temperature difference Can be. As such, if a temperature change occurs due to an external environment, the temperature change is reflected as a measurement error in the measured temperature difference.

이에 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 프로브를 비가열 상태로부터 일정 시간 가열시켜 가열 상태로 만들고 이때 발생하는 온도차를 측정함에 있어 외부 환경에 의한 온도변화로 인한 측정 오차를 최소화하여, 보다 정확하게 수액 유속을 측정할 수 있는 식물 수액 유속 측정 방법 및 장치를 제공하는 데 있다. The technical problem to be achieved by the present invention is to heat the probe from the non-heating state for a certain time to make the heating state and to measure the temperature difference generated at this time by minimizing the measurement error due to the temperature change caused by the external environment, more accurately fluid flow rate It is to provide a method and apparatus for measuring the plant sap flow rate that can be measured.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 식물 수액 유속 측정 방법은, (a) 가열수단과 온도차 측정용 제1 온도 센서를 포함하는 프로브 및 온도차 보정용 제2 온도 센서를 식물 내에 삽입하는 단계; (b) 상기 제1 온도 센서로 상기 가열수단의 비가열 상태에서의 온도인 비가열 온도와 상기 가열수단의 가열 상태에서의 온도인 가열 온도의 차이인 온도차를 측정하고, 상기 제2 온도 센서로 외부 환경에 의한 온도변화를 측정하여, 상기 온도차에 상기 온도변화를 보상한 보정된 온도차를 측정하는 과정을 소정 기간 동안 반복적으로 수행하는 단계; (c) 상기 (b) 단계를 통하여 측정된 보정된 온도차들 중 최대값인 기준 온도차를 구하는 단계; (d) 수액 유속을 산출하고자 할 때, 상기 제1 온도 센서로 상기 가열수단의 비가열 상태에서의 온도인 비가열 온도와 상기 가열수단의 가열 상태에서의 온도인 가열 온도의 차이인 온도차를 측정하고, 상기 제2 온도 센서로 외부 환경에 의한 온도변화를 측정하여, 상기 온도차에 상기 온도변화를 보상한 보정된 온도차를 측정하는 단계; 및 (e) 상기 (d) 단계를 통해 측정된 보정된 온도차와, 상기 (c) 단계를 통해 얻어진 기준 온도차를 이용하여 수액의 유속을 산출하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of measuring a plant sap flow rate, the method including: (a) inserting a probe including a heating means and a first temperature sensor for measuring a temperature difference and a second temperature sensor for correcting a temperature difference into a plant; (b) measuring, by the first temperature sensor, a temperature difference that is a difference between a non-heating temperature that is a temperature in an unheated state of the heating means and a heating temperature that is a temperature in a heated state of the heating means; Measuring a temperature change caused by an external environment, and repeatedly performing a process of measuring a corrected temperature difference that compensates for the temperature change to the temperature difference for a predetermined period of time; (c) obtaining a reference temperature difference which is the maximum value among the corrected temperature differences measured through step (b); (d) When the fluid flow rate is to be calculated, the first temperature sensor measures a temperature difference that is a difference between a non-heating temperature which is a temperature in a non-heating state of the heating means and a heating temperature that is a temperature in a heating state of the heating means. Measuring a change in temperature caused by an external environment with the second temperature sensor, and measuring a corrected temperature difference that compensates for the change in temperature; And (e) calculating a flow rate of the sap using the corrected temperature difference measured through step (d) and the reference temperature difference obtained through step (c).

상기 (b) 단계 또는 상기 (d) 단계는, 상기 제1 온도 센서로 상기 비가열 온도를 측정하고, 상기 제2 온도 센서로 상기 비가열 온도 측정시의 제1 주변 온도를 측정하는 단계; 상기 가열수단을 제1 시간 동안 가열시킨 후 상기 제1 온도 센서로 상기 가열 온도를 측정하고, 상기 제2 온도 센서로 상기 가열 온도 측정시의 제2 주변 온도를 측정하는 단계; 상기 가열 온도에서 상기 비가열 온도를 뺌으로써 상기 온도차를 산출하고, 상기 제2 주변 온도에서 상기 제1 주변 온도를 뺌으로써 상기 온도변화를 산출하는 단계; 및 상기 온도차에서 상기 온도변화를 뺌으로써 상기 보정된 온도차를 산출하는 단계; 및 상기 가열수단을 제2 시간 동안 가열시키지 않음으로써 비가열 상태로 복귀시키는 단계를 포함할 수 있다.Step (b) or step (d) may include: measuring the non-heating temperature with the first temperature sensor and measuring a first ambient temperature at the time of measuring the non-heating temperature with the second temperature sensor; Measuring the heating temperature with the first temperature sensor after heating the heating means for a first time, and measuring a second ambient temperature at the time of measuring the heating temperature with the second temperature sensor; Calculating the temperature difference by subtracting the non-heating temperature from the heating temperature, and calculating the temperature change by subtracting the first ambient temperature from the second ambient temperature; And calculating the corrected temperature difference by subtracting the temperature change from the temperature difference. And returning to the non-heating state by not heating the heating means for a second time.

상기 제2 온도 센서는 상기 프로브에 내장될 수 있다.The second temperature sensor may be embedded in the probe.

상기 제2 온도 센서는 상기 프로브와 다른 별도의 프로브에 내장될 수 있다.The second temperature sensor may be embedded in a probe separate from the probe.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 식물 수액 유속 측정 장치는, 식물 내에 삽입되는, 가열수단과 온도차 측정용 제1 온도 센서를 포함하는 프로브; 상기 식물 내에 삽입되는 온도차 보정용 제2 온도 센서; 상기 가열수단의 가열 및 비가열을 제어하는 가열 제어부; 및 상기 식물의 수액의 유속을 측정하는 수액 유속 측정부를 포함하고, 상기 수액 유속 측정부는, 상기 제1 온도 센서로 상기 가열수단의 비가열 상태에서의 온도인 비가열 온도와 상기 가열수단의 가열 상태에서의 온도인 가열 온도의 차이인 온도차를 측정하고, 상기 제2 온도 센서로 외부 환경에 의한 온도변화를 측정하여, 상기 온도차에 상기 온도변화를 보상한 보정된 온도차를 측정하는 과정을 소정 기간 동안 반복적으로 수행하고, 상기 반복을 통해 측정된 보정된 온도차들 중 최대값인 기준 온도차를 구하고, 수액 유속을 산출하고자 할 때, 상기 제1 온도 센서로 상기 가열수단의 비가열 상태에서의 온도인 비가열 온도와 상기 가열수단의 가열 상태에서의 온도인 가열 온도의 차이인 온도차를 측정하고, 상기 제2 온도 센서로 외부 환경에 의한 온도변화를 측정하여, 상기 온도차에 상기 온도변화를 보상한 보정된 온도차를 측정하고, 상기 측정된 보정된 온도차와 상기 기준 온도차를 이용하여 수액의 유속을 산출한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a plant sap flow rate measuring apparatus, the probe including a heating means inserted into a plant and a first temperature sensor for measuring a temperature difference; A second temperature sensor for temperature difference correction inserted into the plant; A heating control unit controlling heating and non-heating of the heating unit; And a sap flow rate measuring unit measuring a flow rate of the sap of the plant, wherein the sap flow rate measuring unit includes a non-heating temperature which is a temperature in a non-heating state of the heating means by the first temperature sensor and a heating state of the heating means. Measuring a temperature difference that is a difference of heating temperature, which is a temperature at, and measuring a temperature change caused by an external environment with the second temperature sensor, and measuring a corrected temperature difference that compensates for the temperature change in the temperature difference for a predetermined period of time. When repeatedly performing, obtaining a reference temperature difference which is the maximum value among the corrected temperature differences measured through the repetition, and calculating the fluid flow rate, the ratio of the temperature in the non-heated state of the heating means is measured by the first temperature sensor. Measure a temperature difference that is a difference between a heating temperature and a heating temperature which is a temperature in a heating state of the heating means, and the second temperature sensor Also by measuring the change, measuring the temperature difference a correction compensating for the temperature change to the temperature difference, and by using the correction of the measured temperature difference with the reference temperature and calculates the flow rate of the fluid.

상기 수액 유속 측정부는 상기 보정된 온도차를 측정함에 있어서, 상기 제1 온도 센서로 상기 비가열 온도를 측정하며 상기 제2 온도 센서로 상기 비가열 온도 측정시의 제1 주변 온도를 측정하고, 상기 가열수단을 제1 시간 동안 가열시킨 후 상기 제1 온도 센서로 상기 가열 온도를 측정하며 상기 제2 온도 센서로 상기 가열 온도 측정시의 제2 주변 온도를 측정하고, 상기 가열 온도에서 상기 비가열 온도를 뺌으로써 상기 온도차를 산출하며 상기 제2 주변 온도에서 상기 제1 주변 온도를 뺌으로써 상기 온도변화를 산출하고, 상기 온도차에서 상기 온도변화를 뺌으로써 상기 보정된 온도차를 산출하고, 상기 가열수단을 제2 시간 동안 가열시키지 않음으로써 비가열 상태로 복귀시킬 수 있다.The fluid flow rate measuring unit measures the non-heating temperature with the first temperature sensor, and measures a first ambient temperature at the time of measuring the non-heating temperature with the second temperature sensor in the measuring of the corrected temperature difference, and the heating. After heating the means for a first time, the heating temperature is measured by the first temperature sensor and the second ambient temperature at the time of the heating temperature measurement is measured by the second temperature sensor, and the non-heating temperature is measured at the heating temperature. Calculate the temperature difference by subtracting the first ambient temperature from the second ambient temperature, calculate the corrected temperature difference by subtracting the temperature change from the temperature difference, and remove the heating means. It is possible to return to the unheated state by not heating for 2 hours.

상기 제2 온도 센서는 상기 프로브에 내장될 수 있다.The second temperature sensor may be embedded in the probe.

상기 제2 온도 센서는 상기 프로브와 다른 별도의 프로브에 내장될 수 있다.The second temperature sensor may be embedded in a probe separate from the probe.

본 발명에 의하면 프로브를 비가열 상태로부터 일정 시간 가열시켜 가열 상태로 만들고 이때 발생하는 온도차를 측정함에 있어 외부 환경에 의한 온도변화로 인한 측정 오차를 최소화하여, 보다 정확하게 수액 유속을 측정할 수 있다. According to the present invention, the probe is heated from a non-heated state for a predetermined time to make the heating state, and in measuring the temperature difference generated at this time, the measurement error due to the temperature change caused by the external environment can be minimized, and the fluid flow rate can be measured more accurately.

도 1은 일 실시예에 따른 식물 수액 유속 측정 장치의 구성을 나타낸다.
도 2는 일 실시예에 따른 프로브(100)의 개략적인 구조를 나타낸다.
도 3은 다른 일 실시예에 따른 프로브(100)의 개략적인 구조를 나타낸다.
도 4는 일 실시예에 따른 식물 수액 유속 측정 방법의 흐름도이다
도 5는 상기 420단계의 기준 온도차 측정 과정을 구체적으로 나타낸 흐름도이다.
도 6은 상기 421단계 내지 425단계가 반복됨에 따른 가열수단의 온도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 하루 동안 온도차 ΔT의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 수액 유속 측정 장치의 구성을 나타낸다.
도 9는 일 실시예에 따라 제2 온도 센서(500)를 내장한 프로브의 개략적인 구조이다.
도 10은 다른 일 실시예에 따라 제2 온도 센서(500)를 내장한 프로브의 개략적인 구조이다.
도 11은 본 실시예에 따른 (변형된) 420단계의 기준 온도차 측정 과정을 구체적으로 나타낸 흐름도이다.
도 12는 제1 온도 센서를 통해 측정되는 온도차와 제2 온도 센서(500)를 통해 측정되는 온도변화 및 보정된 온도차를 설명하는 그래프이다.Figure 1 shows the configuration of the plant sap flow rate measuring apparatus according to an embodiment.
2 shows a schematic structure of a probe 100 according to an embodiment.
3 shows a schematic structure of a probe 100 according to another embodiment.
4 is a flowchart illustrating a method of measuring plant sap flow rate according to an embodiment.
5 is a flowchart specifically illustrating a reference temperature difference measurement process of step 420.
6 is a graph showing a temperature change of the heating means as steps 421 to 425 are repeated.
7 is a graph showing the change in temperature difference ΔT during the day.
Figure 8 shows the configuration of the plant sap flow rate measuring device according to an embodiment of the present invention.
9 is a schematic structure of a probe incorporating a second temperature sensor 500 according to an embodiment.
10 is a schematic structure of a probe incorporating a second temperature sensor 500 according to another exemplary embodiment.
11 is a flowchart specifically illustrating a reference temperature difference measurement process in step 420 (modified) according to the present embodiment.
12 is a graph illustrating a temperature difference measured by the first temperature sensor and a temperature change and a corrected temperature difference measured by the second temperature sensor 500.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description and the accompanying drawings, the substantially identical components are represented by the same reference numerals, and thus redundant description will be omitted. In addition, in the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 이해를 돕기 위하여, 먼저 본 발명의 실시예들의 기초가 되는 (혹은 본 발명의 실시예들의 일부 구성을 포함하는) 식물 수액 유속 측정 방법 및 장치에 관하여 도 1 내지 7을 참조하여 설명하기로 한다. In order to facilitate understanding of the present invention, a method and apparatus for measuring plant sap flow rate, which is the basis of embodiments of the present invention (or including some configurations of the embodiments of the present invention), will be described with reference to FIGS. 1 to 7. Shall be.

도 1은 일 실시예에 따른 식물 수액 유속 측정 장치의 구성을 나타낸다.Figure 1 shows the configuration of the plant sap flow rate measuring apparatus according to an embodiment.

도 1을 참조하면 식물 수액 유속 측정 장치는, 식물 내에 삽입되어 가열 및 온도 측정을 하는 프로브(100)와, 상기 프로브(100)의 가열 및 비가열을 제어하는 가열 제어부(200) 및 상기 프로브(100)에서 측정되는 온도를 바탕으로 수액의 유속을 측정하는 수액 유속 측정부(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a plant sap flow rate measuring device includes a probe 100 inserted into a plant to measure heating and temperature, a heating control unit 200 for controlling heating and non-heating of the probe 100, and the probe ( It may include a sap flow rate measuring unit 300 for measuring the flow rate of the sap based on the temperature measured in 100).

프로브(100)는 적어도 일부가 식물 내에 삽입될 수 있도록 제작되고, 식물 내에 삽입되는 부분에 가열수단과 제1 온도 센서를 내장하여, 가열수단은 가열 제어부(200)의 제어에 따라 가열 또는 비가열되며, 제1 온도 센서는 가열수단의 온도를 측정할 수 있다. 프로브(100)의 구체적인 예는 뒤에서 도 2 또는 3을 참조하여 설명하기로 한다.The probe 100 is manufactured so that at least a part thereof can be inserted into the plant, and the heating means and the first temperature sensor are embedded in the portion inserted into the plant, so that the heating means is heated or unheated under the control of the heating control unit 200. The first temperature sensor may measure the temperature of the heating means. Specific examples of the probe 100 will be described later with reference to FIGS. 2 or 3.

가열 제어부(200)는 가열수단의 비가열 상태에서의 온도인 비가열 온도와 가열수단의 가열 상태에서의 온도인 가열 온도를 일회적 또는 반복적으로 측정할 수 있도록 가열수단의 가열 및 비가열을 제어한다. The heating control unit 200 controls the heating and the non-heating of the heating means so that the non-heating temperature, which is the temperature in the non-heating state of the heating means, and the heating temperature, which is the temperature in the heating state of the heating means, can be measured once or repeatedly. .

예컨대 가열 제어부(200)는 프로브(100)에 내장된 가열수단에 전류를 공급함으로써 가열시킬 수 있고, 전류를 차단함으로써 가열시키지 않을 수 있다. 그리고 필요에 따라 가열 제어부(200)는 전류의 공급 및 차단을 반복하여 가열수단의 가열 상태와 비가열 상태가 주기적으로 반복되도록 할 수 있다.For example, the heating control unit 200 may heat by supplying a current to the heating means built in the probe 100, it may not be heated by blocking the current. And, if necessary, the heating control unit 200 may repeat the supply and interruption of the current so that the heating state and the non-heating state of the heating means are periodically repeated.

수액 유속 측정부(300)는 제1 온도 센서로 가열수단의 비가열 온도와 가열 온도의 차이인 온도차를 소정 기간 동안 반복적으로 측정하여, 측정된 온도차들 중 최대값인 기준 온도차를 구하여 저장한다. 그리고 수액 유속 측정부(300)는 수액 유속을 측정하고자 할 때 제1 온도 센서로 가열수단의 비가열 온도와 가열 온도의 차이인 온도차를 측정하여, 측정된 온도차와 상기 저장된 기준 온도차를 이용하여 수액 유속을 산출한다.The fluid flow rate measuring unit 300 repeatedly measures a temperature difference that is a difference between the unheated temperature and the heating temperature of the heating means by a first temperature sensor for a predetermined period, and obtains and stores a reference temperature difference that is the maximum value among the measured temperature differences. And the fluid flow rate measuring unit 300 measures the temperature difference which is the difference between the non-heating temperature and the heating temperature of the heating means by the first temperature sensor when measuring the fluid flow rate, the fluid solution using the measured temperature difference and the stored reference temperature difference Calculate the flow rate.

상기 가열 제어부(200)와 수액 유속 측정부(300)의 보다 구체적인 동작은 뒤에서 도 4 및 5 등을 함께 참조하여 설명하기로 한다.More specific operations of the heating control unit 200 and the infusion fluid flow rate measuring unit 300 will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

도 2는 일 실시예에 따른 프로브(100)의 개략적인 구조로서, 가열수단과 제1 온도 센서가 별도로 구현된 예를 나타낸다.2 illustrates a schematic structure of a probe 100 according to an embodiment, in which heating means and a first temperature sensor are separately implemented.

도 2를 참조하면, 프로브(100)는 몸체(110), 가열수단인 히터(120), 제1 온도 센서(130), 도선(140)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the probe 100 may include a body 110, a heater 120 as a heating means, a first temperature sensor 130, and a conductive wire 140.

몸체(100)는 일단이 식물 내로 삽입될 수 있도록(예컨대 날카롭게) 형성될 수 있다. 몸체(100)는 예를 들어 실리콘 가공 공정을 통해 제작된 실리콘 기판이거나, 스테인레스 튜브 형태로 제작될 수 있다. The body 100 may be formed such that one end can be inserted into the plant (eg sharply). The body 100 may be, for example, a silicon substrate manufactured through a silicon processing process, or may be manufactured in the form of a stainless tube.

히터(120)는 몸체(100)에 실장되며, 전류 인가에 따른 전기 발열에 의해 열을 발생시키는 것으로 예를 들어 니크롬선으로 제작될 수 있다. 히터(120)에 전류가 인가되면 열이 발생하고, 전류가 인가되지 않으면 열이 발생하지 않을 수 있다. The heater 120 is mounted on the body 100 and generates heat by electric heat generated by application of electric current, and for example, may be manufactured of nichrome wire. When a current is applied to the heater 120, heat is generated, and when no current is applied, heat may not be generated.

제1 온도 센서(130)는 몸체(100)에 히터(120)에 인접하도록 실장되어 온도를 측정할 수 있다. 제1 온도 센서(130)는 예를 들어 열전대로 제작될 수 있으며, 온도에 따라 전압을 발생시켜 온도와 전압 신호의 상관관계의 의해 온도를 측정할 수 있다.The first temperature sensor 130 may be mounted on the body 100 to be adjacent to the heater 120 to measure temperature. The first temperature sensor 130 may be manufactured, for example, with a thermocouple, and generate a voltage according to the temperature to measure the temperature by the correlation between the temperature and the voltage signal.

도선(140)은 히터(120)와 제1 온도 센서(130)를 전원(미도시), 가열 제어부(200), 수액 유속 측정부(300) 등과 전기적으로 연결하며, 히터(120)에 전류를 공급하고 제1 온도 센서(130)로부터의 신호를 전달한다. 도선(140)은 구리 또는 금으로 제작될 수 있다. The conductive wire 140 electrically connects the heater 120 and the first temperature sensor 130 to a power source (not shown), the heating control unit 200, the sap flow rate measuring unit 300, and the like, and supplies current to the heater 120. Supply and transmit a signal from the first temperature sensor 130. The conductive wire 140 may be made of copper or gold.

도 3은 다른 일 실시예에 따른 프로브(100)의 개략적인 구조로서, 가열수단과 제1 온도 센서가 통합되게 구현된 예를 나타낸다.3 is a schematic structure of a probe 100 according to another embodiment, and shows an example in which a heating unit and a first temperature sensor are integrated.

도 3을 참조하면, 프로브(100)는 몸체(110), 가열수단과 제1 온도 센서의 기능을 함께 수행하는 발열 저항 온도계(heating thermistor)(150), 도선(140)을 포함할 수 있다. 즉, 도 3은 도 2의 히터(120)와 제1 온도 센서(130) 대신에 히터와 제1 온도 센서를 통합한 발열 저항 온도계(150)를 이용한 예이다.Referring to FIG. 3, the probe 100 may include a body 110, a heating thermistor 150, and a wire 140 that perform the functions of the heating means and the first temperature sensor. That is, FIG. 3 is an example of using the heating resistance thermometer 150 integrating the heater and the first temperature sensor instead of the heater 120 and the first temperature sensor 130 of FIG. 2.

발열 저항 온도계(150)는 발열과 온도 측정을 동시에 수행할 수 있다. 발열 저항 온도계(150)는 예컨대 백금 박막 전극으로 제작되어 전류가 흐르면 줄 발열에 의해 열을 발생시킬 수 있다. 또한 발열 저항 온도계(150)의 저항을 측정하면 저항 온도 감지기(resistance temperature detector) 원리에 의해 온도를 측정할 수 있다. The exothermic resistance thermometer 150 may simultaneously perform heat generation and temperature measurement. The exothermic resistance thermometer 150 is made of, for example, a platinum thin film electrode to generate heat by Joule heat generation when a current flows. In addition, when the resistance of the heating resistance thermometer 150 is measured, the temperature may be measured by a resistance temperature detector principle.

도선(140)은 발열 저항 온도계(150)를 전원(미도시), 가열 제어부(200), 수액 유속 측정부(300) 등과 전기적으로 연결하며, 발열 저항 온도계(150)에 전류를 공급하는 동시에 그 저항을 측정할 수 있도록 한다. The conductive wire 140 electrically connects the heating resistance thermometer 150 to a power source (not shown), the heating control unit 200, the infusion fluid flow rate measuring unit 300, and the like, and supplies current to the heating resistance thermometer 150. Allow the resistance to be measured.

도 4는 일 실시예에 따른 식물 수액 유속 측정 방법의 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of measuring plant sap flow rate according to an embodiment.

410단계에서, 프로브(100)를 식물 내에(예컨대 식물의 줄기 내에) 삽입한다.In step 410, the probe 100 is inserted into the plant (eg, in the stem of the plant).

420단계에서, 가열 제어부(200)가 가열수단의 가열 및 비가열을 반복적으로 수행하는 동안, 수액 유속 측정부(300)는 제1 온도 센서로 비가열 상태에서의 온도인 비가열 온도와 가열 상태에서의 온도의 차이인 온도차를 반복적으로 측정하여, 측정된 온도차들 중 최대값인 기준 온도차 ΔTM,N을 구한다. In step 420, while the heating control unit 200 repeatedly performs heating and non-heating of the heating means, the infusion fluid flow rate measuring unit 300 is a non-heating temperature and a heating state, which are temperatures in a non-heating state, by the first temperature sensor. The temperature difference, which is the difference in temperature at, is repeatedly measured to obtain a reference temperature difference ΔT M, N, which is the maximum value among the measured temperature differences.

기준 온도차 ΔTM,N이 구해진 다음 수액 유속을 측정하고자 할 때 430단계에서, 가열 제어부(200)가 가열수단의 가열 및 비가열을 수행함에 따라 수액 유속 측정부(300)는 제1 온도 센서로 비가열 상태에서의 온도인 비가열 온도와 가열 상태에서의 온도의 차이인 온도차 ΔTN을 측정한다.When the reference temperature difference ΔT M, N is obtained and the fluid flow rate is to be measured in step 430, the fluid flow rate measuring unit 300 is the first temperature sensor as the heating control unit 200 performs heating and non-heating of the heating means. The temperature difference ΔT N which is the difference between the non-heating temperature which is the temperature in the non-heating state and the temperature in the heating state is measured.

그리고 440단계에서, 온도차 ΔTN과 기준 온도차 ΔTM,N을 이용하여 수액 유속 UN을 산출한다. In operation 440 , the sap flow rate U N is calculated using the temperature difference ΔT N and the reference temperature difference ΔT M, N.

도 5는 상기 420단계의 기준 온도차 측정 과정을 구체적으로 나타낸 흐름도이다.5 is a flowchart specifically illustrating a reference temperature difference measurement process of step 420.

421단계에서, 수액 유속 측정부(300)는 제1 온도 센서로 가열수단의 비가열 상태에서의 온도인 비가열 온도를 측정한다.In operation 421, the sap flow rate measuring unit 300 measures the non-heating temperature, which is a temperature in a non-heating state of the heating unit, with the first temperature sensor.

422단계에서, 가열 제어부(200)는 제1 시간 동안 가열수단에 전류를 공급하여 가열한다. 여기서 제1 시간은 예컨대 약 30초 내외일 수 있다.In operation 422, the heating controller 200 supplies current to the heating means for the first time and heats it. Here, the first time may be about 30 seconds, for example.

423단계에서, 수액 유속 측정부(300)는 제1 온도 센서로 가열 상태에서의 온도인 가열 온도를 측정한다.In operation 423, the sap flow rate measuring unit 300 measures a heating temperature that is a temperature in a heating state with a first temperature sensor.

424단계에서 수액 유속 측정부(300)는 상기 비가열 온도와 상기 가열 온도의 차이인 온도차 ΔT(ΔT = 가열 온도 - 비가열 온도)를 산출한다. In operation 424, the sap flow rate measuring unit 300 calculates a temperature difference ΔT (ΔT = heating temperature − non-heating temperature) which is a difference between the non-heating temperature and the heating temperature.

425단계에서 가열 제어부(200)는 제2 시간 동안 가열수단에 전류를 공급하지 않음으로써 프로브(100)를 비가열(냉각)한다. 여기서 제2 시간은 가열수단이 충분히 냉각되어 가열되기 전의 온도로 복귀하도록 할 수 있는 시간으로서 예컨대 약 90초 내외일 수 있다. In operation 425, the heating control unit 200 does not supply current to the heating unit for the second time, thereby non-heating (cooling) the probe 100. Here, the second time may be, for example, about 90 seconds as a time that allows the heating means to return to the temperature before the heating means is sufficiently cooled.

상기 421단계 내지 425단계는 미리 주어진 온도차 측정 종료 시점까지 반복된다. Steps 421 to 425 are repeated until a predetermined temperature difference measurement end point.

430단계에서 온도차 ΔTN을 측정하는 과정 역시 421단계 내지 425단계를 통해 수행될 수 있다. The process of measuring the temperature difference ΔT N in step 430 may also be performed in steps 421 to 425.

도 6은 상기 421단계 내지 425단계가 반복됨에 따른 가열수단의 온도 변화를 나타내는 그래프이다. 도 6을 참조하면, 한 사이클 내에서 가열수단은 비가열 상태로부터 제1 시간(t1) 동안 가열됨에 따라 온도가 비가열 온도로부터 가열 온도로 상승하는데, 이때 비가열 온도와 가열 온도의 차이가 해당 사이클의 온도차가 된다. 그리고 가열수단은 제2 시간(t2) 동안 가열되지 않음(냉각)으로써 다시 비가열 상태로 복귀하게 되고, 그 다음 사이클의 온도차 측정을 위해 다시 비가열 상태로부터 제1 시간(t1) 동안 가열된다. 6 is a graph showing a temperature change of the heating means as steps 421 to 425 are repeated. Referring to FIG. 6, in one cycle, as the heating means is heated from the non-heating state for the first time t1, the temperature rises from the non-heating temperature to the heating temperature, wherein the difference between the non-heating temperature and the heating temperature is corresponding. It is the temperature difference of the cycle. The heating means is returned to the non-heating state by not being heated (cooled) for the second time t2, and then heated again from the non-heating state for the first time t1 for measuring the temperature difference of the cycle.

다시 도 5를 참조하면, 온도차 측정 종료 시점이 되면(혹은 온도차 측정 정지 명령에 따라), 426단계에서 수액 유속 측정부(300)는 상기 421단계 내지 425단계의 반복을 통해 얻어진 온도차 ΔT들 중 최대값을 기준 온도차 ΔTM으로 선정한다. Referring again to FIG. 5, when the temperature difference measurement end point is reached (or according to the temperature difference measurement stop command), in step 426, the fluid flow rate measuring unit 300 is the maximum temperature difference ΔT obtained through the repetition of steps 421 to 425. Select the value as the reference temperature difference ΔT M.

가열 온도와 비가열 온도의 온도차 ΔT가 최대가 되는 시점은 식물의 생체 주기의 영향을 받는데, 보통 수액 흐름이 없거나 가장 낮을 때 발생한다. 즉, 수액 흐름이 없거나 가장 낮을 때 기준 온도차 ΔTM이 얻어지게 된다. 생체 주기가 하루 주기와 일치하는 일반적인 식물의 경우 온도차 ΔT가 최대가 되는 시점은 일몰 후부터 다음날 일출 사이에 발생한다. The point at which the temperature difference ΔT between the heating temperature and the non-heating temperature is maximized is affected by the plant's biocycle, usually occurring when there is no or lowest sap flow. That is, the reference temperature difference ΔT M is obtained when there is no or lowest sap flow. For a typical plant whose biological cycle coincides with the daily cycle, the point at which the temperature difference ΔT is maximum occurs between sunset and sunrise the next day.

도 7은 하루 동안 온도차 ΔT의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 7을 참조하면 ΔT의 최대값인 ΔTM은 일몰시(예컨대 18시)에서 일출시(예컨대 06시) 사이에 발생하는 것을 알 수 있다. 따라서 도 4의 420단계에서 기준 온도차 ΔTM,N를 구하기 위해 온도차를 반복적으로 측정하는 기간은 ΔT가 최대가 되는 일몰시에서 일출시 사이의 시간을 포함하는 것이 바람직하다. 가령 N일차의 기준 온도차 ΔTM,N을 구하기 위한 온도차 측정 기간은 전날(N-1일) 일몰시인 18시로부터 N일 일출시인 06시까지로 할 수 있다. 그러면 N-1일 일몰시인 18시로부터 N일 일출시인 06시 사이에 발생하는 최대 온도차인 기준 온도차 ΔTM,N을 구할 수 있다. 이렇게 구해진 N일차의 기준 온도차 ΔTM,N을 이용하여, 상기 430 및 440단계를 통해 N일차(혹은 그 이후)의 수액 유속 UN을 산출하는 것이다.7 is a graph showing the change in temperature difference ΔT during the day. Referring to FIG. 7, it can be seen that ΔT M, which is the maximum value of ΔT, occurs between sunset (eg, 18 o'clock) and sunrise (eg, 06 o'clock). Therefore, in step 420 of FIG. 4, the period in which the temperature difference is repeatedly measured to obtain the reference temperature difference ΔT M, N preferably includes the time between sunset and sunrise when ΔT becomes the maximum. For example , the temperature difference measurement period for determining the reference temperature difference ΔT M, N of the Nth day may be from 18 o'clock at sunset of the previous day (N-1 day) to 06 o'clock at N sunrise. Then, the reference temperature difference ΔT M, N , which is the maximum temperature difference that occurs between 18 o'clock at N-1 sunset and 06 o'clock at sunrise N, can be obtained. Using the reference temperature difference ΔT M, N of the N day thus obtained, the fluid flow rate U N of the N day (or later) is calculated through the steps 430 and 440.

다시 도 4를 참조하면, 450단계에서, 상기 420단계와 마찬가지로 N+1일차의 기준 온도차 ΔTM,N+1을 구한다. ΔTM,N+1이 N+1일차(혹은 그 이후)의 수액 유속 산출의 기준이 되는 새로운 기준 온도차가 된다. 기준 온도차 ΔTM,N+1의 선정을 위해 온도차를 반복적으로 측정하는 기간 역시 전날(N일) 일몰시인 18시로부터 N+1일 일출시인 06시까지로 할 수 있다. Referring back to FIG. 4, in step 450, the reference temperature difference ΔT M, N + 1 of the N + 1 day is calculated as in step 420. ΔT M, N + 1 is the new reference temperature difference that is the basis for calculating the fluid flow rate on day N + 1 (or later). The period for repeatedly measuring the temperature difference for selecting the reference temperature difference ΔT M, N + 1 may also be from 18:00 at sunset on the previous day (N day) to 06 at sunrise on the N + 1 day.

기준 온도차 ΔTM,N+1이 구해진 다음 수액 유속을 측정하고자 할 때 460단계에서, 상기 430단계와 마찬가지로 온도차 ΔTN+1을 측정한다.When the reference temperature difference ΔT M, N + 1 is obtained and the fluid flow rate is to be measured in step 460, the temperature difference ΔT N + 1 is measured in the same manner as in step 430.

그리고 470단계에서, 온도차 ΔTN+1과 기준 온도차 ΔTM,N+1을 이용하여 수액 유속 UN+1을 산출한다. In operation 470 , the sap flow rate U N + 1 is calculated using the temperature difference ΔT N + 1 and the reference temperature difference ΔT M, N + 1 .

위와 같이 하루 주기로 기준 온도차가 갱신되고, 갱신된 기준 온도차에 따라 수액 유속이 측정될 수 있다. 다만 기준 온도차 갱신 주기는 반드시 하루일 필요는 없으며, 하루 이상이 될 수도 있다. As described above, the reference temperature difference is updated every day, and the fluid flow rate may be measured according to the updated reference temperature difference. However, the reference temperature difference update period is not necessarily one day, but may be more than one day.

상기 440단계(또는 470단계)에서 수액 유속을 산출하는 것은, 온도차, 기준 온도차, 수액 유속과의 미리 주어진 상관관계를 이용할 수 있다.Calculating the fluid flow rate in step 440 (or step 470) may use a predetermined correlation with the temperature difference, the reference temperature difference, and the fluid flow rate.

예를 들어 온도차, 기준 온도차, 수액 유속과의 상관관계는 다음 수학식으로 나타낼 수 있다.For example, the correlation between the temperature difference, the reference temperature difference, and the fluid flow rate can be expressed by the following equation.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, u[m/s]는 수액 유속을, ΔT[℃]는 온도차를, ΔTM[℃]은 기준 온도차를 의미하고, a, b는 미리 얻어진 상수이다. Here, u [m / s] means the fluid flow velocity, (DELTA) T [degreeC] is a temperature difference, (DELTA) T M [degreeC] is a reference temperature difference, and a and b are the constants obtained previously.

상기 상수 a, b는 실험을 통해 얻어질 수 있다. 예컨대 시험 튜브에 본 발명의 실시예에 따른 식물 수액 유속 측정 장치를 설치하고, 정밀 주사기 펌프로 시험 튜브 내부의 수액 유속을 가변하면서 온도차, 기준 온도차를 측정하는 실험을 통해 a, b 값을 얻을 수 있다.The constants a and b can be obtained through experiments. For example, the plant sap flow rate measuring device according to an embodiment of the present invention is installed in a test tube, and the a and b values can be obtained through an experiment of measuring the temperature difference and the reference temperature difference while varying the fluid flow rate inside the test tube with a precision syringe pump. have.

상기된 바와 같은 실시예에 의하면, 단일 프로브를 이용하여 식물의 수액 흐름을 효과적이고 신뢰도 있게 측정할 수 있다. 또한 단일 프로브를 이용하여 일정한 위치에서 측정되는 온도를 가지고 수액 흐름을 측정하므로, 자연적 온도 구배에 의한 오차를 제거할 수 있어 정확한 수액 흐름 측정이 가능해진다. 또한 단일 프로브를 사용함으로써 식물체에 설치되는 프로브의 개수가 최소화되어 식물체에 가해지는 침습을 최소화 할 수 있고, 수액 흐름의 간섭 또한 최소화 할 수 있다. 또한 프로브의 설치 과정이 간단하고 측정 장비가 단순하여 측정의 편의성과 신뢰성을 높일 수 있다.According to the embodiment as described above, the sap flow of the plant can be measured effectively and reliably using a single probe. In addition, a single probe is used to measure the sap flow with the temperature measured at a certain position, thereby eliminating errors due to natural temperature gradients, thereby enabling accurate sap flow measurement. In addition, by using a single probe can minimize the number of probes installed in the plant to minimize the invasion to the plant, it can also minimize the interference of the sap flow. In addition, the probe installation process is simple and the measurement equipment is simple to increase the convenience and reliability of the measurement.

다만, 온도차를 측정하는 과정(도 5의 421단계 내지 425단계)에서 측정 시간 동안 외부 환경에 의한 온도변화가 발생할 수 있다. 예컨대, 실제로 423단계에서 측정된 '가열 온도'에는 순수하게 가열수단의 가열에 의해 상승한 온도 성분 뿐만 아니라, 가열 시간 동안 외부 환경에 의해 발생한 온도변화에 해당하는 성분도 포함될 수 있다. 가령, 수액 흐름이 동일하더라도, 가열 시간 동안 주변 온도가 올라갔다면 가열 온도는 그렇지 않은 경우보다 높게 측정될 것이고, 가열 시간 동안 주변 온도가 내려갔다면 가열 온도는 그렇지 않은 경우보다 낮게 측정될 것이다. 따라서 외부 환경에 의한 온도변화가 발생하는 경우 이 온도변화는 온도차에 측정 오차로서 반영되어지고, 결과적으로 수액 유속 측정 결과의 정확도를 떨어뜨리는 요인이 될 수 있다. However, in the process of measuring the temperature difference (steps 421 to 425 of FIG. 5), a temperature change by an external environment may occur during the measurement time. For example, the 'heating temperature' actually measured in step 423 may include not only a temperature component purely raised by heating of the heating means, but also a component corresponding to a temperature change generated by the external environment during the heating time. For example, even if the sap flow is the same, if the ambient temperature rises during the heating time, the heating temperature will be measured higher than otherwise, and if the ambient temperature falls during the heating time, the heating temperature will be measured lower than otherwise. Therefore, when the temperature change caused by the external environment occurs, the temperature change is reflected as a measurement error in the temperature difference, and as a result, it may be a factor that reduces the accuracy of the sap flow rate measurement results.

이러한 기술적 문제를 해결하고자, 이하에서는 외부 환경에 의한 온도변화로 인한 측정 오차를 최소화할 수 있는 식물 수액 유속 측정 방법 및 장치의 실시예들을 설명한다. 편의상 앞서 설명한 실시예들과 중복되는 구성 및 동작에 관한 설명은 생략하기로 한다.In order to solve this technical problem, the following describes embodiments of a plant sap flow rate measuring method and apparatus capable of minimizing a measurement error due to a temperature change caused by an external environment. For convenience, descriptions of configurations and operations that overlap with the above-described embodiments will be omitted.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 식물 수액 유속 측정 장치의 구성을 나타낸다.Figure 8 shows the configuration of the plant sap flow rate measuring device according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면 본 실시예에 따른 식물 수액 유속 측정 장치는, 식물 내에 삽입되어 가열 및 온도 측정을 하는 프로브(100)와, 상기 프로브(100)의 가열 및 비가열을 제어하는 가열 제어부(200)와, 상기 프로브(100)에서 측정되는 온도를 바탕으로 수액의 유속을 측정하는 수액 유속 측정부(400) 및, 상기 프로브(100)와 함께 식물 내에 삽입되는 온도차 보정용 제2 온도 센서(500)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 8, the plant sap flow rate measuring apparatus according to the present embodiment includes a probe 100 inserted into a plant to measure heating and temperature, and a heating control unit 200 controlling heating and non-heating of the probe 100. ), A sap flow rate measuring unit 400 for measuring the flow rate of the sap on the basis of the temperature measured by the probe 100, and the second temperature sensor 500 for temperature difference correction inserted into the plant with the probe 100 It may include.

상기 제2 온도 센서(500)는 외부 환경에 의한 온도변화를 측정하기 위한 것으로, 프로브(100)의 가열수단의 영향을 비교적 덜 받도록 설치되는 것이 바람직하다. The second temperature sensor 500 is for measuring the temperature change caused by the external environment, and is preferably installed to be relatively less affected by the heating means of the probe 100.

실시예에 따라서, 제2 온도 센서(500)는 프로브(100)와 다른 별도의 프로브(미도시)에 내장되어, 이 프로브가 프로브(100)와는 다른 위치에 삽입될 수 있다. 이 경우 제2 온도 센서(500)를 내장한 프로브의 구조는 예컨대 도 2의 프로브(100)에서 히터(120)가 제외된 구조일 수 있다. 또는, 도 3의 프로브(100)와 같이 발열 저항 온도계(150)를 제2 온도 센서(500)로서 채용하되 다만 발열 기능은 수행하지 않도록 한 것일 수도 있다. According to an embodiment, the second temperature sensor 500 may be embedded in a separate probe (not shown) different from the probe 100, so that the probe may be inserted at a different position from the probe 100. In this case, the structure of the probe having the second temperature sensor 500 may be, for example, a structure in which the heater 120 is excluded from the probe 100 of FIG. 2. Alternatively, as in the probe 100 of FIG. 3, the heat resistance thermometer 150 may be employed as the second temperature sensor 500, but the heat generation function may not be performed.

실시예에 따라서는, 제2 온도 센서(500)가 상기 프로브(100)에 내장되도록 할 수도 있다. In some embodiments, the second temperature sensor 500 may be embedded in the probe 100.

도 9는 일 실시예에 따라 제2 온도 센서(500)를 내장한 프로브의 개략적인 구조이다. 도 9를 참조하면, 이러한 프로브는 도 2와 마찬가지로 히터(120) 및 제1 온도 센서(130)를 포함하며, 제2 온도 센서(510)를 더 포함할 수 있다. 제2 온도 센서(510)는 히터(120)의 영향을 비교적 덜 받도록 히터(120)로부터 제1 온도 센서(130)보다 더 멀리 배치될 수 있다. 필요에 따라서는 히터(120)와 제2 온도 센서(510) 사이에 히터(120)로부터의 열 전도를 차단하기 위한 차단막 등이 설치될 수도 있다. 9 is a schematic structure of a probe incorporating a second temperature sensor 500 according to an embodiment. Referring to FIG. 9, the probe may include a heater 120 and a first temperature sensor 130 as in FIG. 2, and may further include a second temperature sensor 510. The second temperature sensor 510 may be disposed farther than the first temperature sensor 130 from the heater 120 to be relatively less affected by the heater 120. If necessary, a blocking film may be installed between the heater 120 and the second temperature sensor 510 to block heat conduction from the heater 120.

도 10은 다른 일 실시예에 따라 제2 온도 센서(500)를 내장한 프로브의 개략적인 구조이다. 도 10을 참조하면, 이러한 프로브는 도 3과 마찬가지로 가열수단과 제1 온도 센서의 기능을 함께 수행하는 발열 저항 온도계(150)를 포함하며, 발열 저항 온도계(150)와 일정 거리 이격되어 배치되는 제2 온도 센서(520)를 더 포함할 수 있다. 제2 온도 센서(520)는 발열 저항 온도계(발열 기능은 사용하지 않는)일 수도 있고, 열전대와 같은 전형적인 온도 센서일 수도 있다.10 is a schematic structure of a probe incorporating a second temperature sensor 500 according to another exemplary embodiment. Referring to FIG. 10, as in FIG. 3, the probe includes a heating resistance thermometer 150 that performs a function of a heating means and a first temperature sensor, and is disposed at a predetermined distance from the heating resistance thermometer 150. 2 may further include a temperature sensor (520). The second temperature sensor 520 may be an exothermic resistance thermometer (without the exothermic function) or may be a typical temperature sensor such as a thermocouple.

수액 유속 측정부(400)는 제1 온도 센서로 비가열 온도와 가열 온도의 차이인 온도차를 측정하고, 제2 온도 센서(500)로 외부 환경에 의한 온도변화를 측정하여, 제1 온도 센서로 측정된 온도차에 제2 온도 센서(500)로 측정된 온도변화를 보상한 보정된 온도차를 측정하는 과정을 소정 기간 동안 반복적으로 수행하고, 상기 반복을 통해 측정된 보정된 온도차들 중 최대값인 기준 온도차를 구한다. The fluid flow rate measuring unit 400 measures a temperature difference that is a difference between a non-heating temperature and a heating temperature using a first temperature sensor, and measures a temperature change caused by an external environment with a second temperature sensor 500, thereby measuring the temperature change by a first temperature sensor. The process of measuring the corrected temperature difference that compensates for the temperature change measured by the second temperature sensor 500 to the measured temperature difference is repeatedly performed for a predetermined period, and the reference value which is the maximum value among the corrected temperature differences measured through the repetition. Find the temperature difference.

그리고 수액 유속 측정부(400)는 수액 유속을 산출하고자 할 때, 제1 온도 센서로 비가열 온도와 가열 온도의 차이인 온도차를 측정하고, 제2 온도 센서로 외부 환경에 의한 온도변화를 측정하여, 제1 온도 센서로 측정된 온도차에 제2 온도 센서(500)로 측정된 온도변화를 보상한 보정된 온도차를 측정하고, 상기 보정된 온도차와 상기 기준 온도차를 이용하여 수액의 유속을 산출한다.When the fluid flow rate measuring unit 400 calculates the fluid flow rate, the first temperature sensor measures a temperature difference that is a difference between the unheated temperature and the heating temperature, and measures the temperature change caused by the external environment using the second temperature sensor. The temperature difference measured by the second temperature sensor 500 is compensated for the temperature difference measured by the first temperature sensor, and the flow rate of the sap is calculated using the corrected temperature difference and the reference temperature difference.

도 4를 통해 설명한 식물 수액 유속 측정 방법은 본 실시예에 따른 식물 수액 유속 측정 방법에도 그대로 적용되며, 다만 아래와 같은 차이점(혹은 변형)을 포함할 수 있다.The plant sap flow rate measurement method described through FIG. 4 is applied to the plant sap flow rate measuring method according to the present embodiment as it is, but may include the following differences (or modifications).

본 실시예에 의하면, 도 4의 420단계, 430단계, 450단계, 460단계에서 가열 온도와 비가열 온도의 차이인 온도차를 측정하는 과정에서, 제2 온도 센서(500)로 외부 환경에 의한 온도변화를 측정하여, 제1 온도 센서를 통해 측정되는 온도차에서 온도변화를 보상함으로써 보정된 온도차를 측정한다. 즉, 제1 온도 센서로는 도 4를 통해 설명한 바와 마찬가지로 비가열 온도와 가열 온도의 차이인 온도차를 측정하고, 제2 온도 센서로는 외부 환경에 의한 온도변화를 측정하여, 제1 온도 센서를 통해 측정된 온도차에 제2 온도 센서를 통해 측정된 온도변화를 보상한 보정된 온도차를 측정한다.According to the present embodiment, in the process of measuring the temperature difference which is the difference between the heating temperature and the non-heating temperature in steps 420, 430, 450, and 460 of FIG. 4, the temperature caused by the external environment is determined by the second temperature sensor 500. By measuring the change, the corrected temperature difference is measured by compensating for the temperature change in the temperature difference measured by the first temperature sensor. That is, as described with reference to FIG. 4, the first temperature sensor measures a temperature difference that is a difference between the non-heating temperature and the heating temperature, and the second temperature sensor measures a temperature change caused by an external environment, thereby measuring the first temperature sensor. The corrected temperature difference is compensated for by the temperature difference measured by the second temperature sensor.

본 실시예에 의하면, 도 4의 420단계, 450단계에서는 보정된 온도차들이 반복적으로 측정되어 이들 중 최대값인 기준 온도차가 구해지고, 430단계, 460단계에서는 보정된 온도차가 측정되며, 440단계, 470단계에서는 보정된 온도차와 기준 온도차를 이용하여 수액 유속이 산출된다. According to the present embodiment, in steps 420 and 450 of FIG. 4, the corrected temperature differences are repeatedly measured to obtain a reference temperature difference, which is the maximum value among them, and in steps 430 and 460, the corrected temperature difference is measured. In step 470, the sap flow rate is calculated using the corrected temperature difference and the reference temperature difference.

도 11은 본 실시예에 따른 (변형된) 420단계의 기준 온도차 측정 과정을 구체적으로 나타낸 흐름도로서, 도 5의 기준 온도차 측정 과정이 변형된 흐름도를 나타낸다.FIG. 11 is a flowchart specifically illustrating a reference temperature difference measurement process of step 420 (modified) according to the present embodiment, and illustrates a flowchart in which the reference temperature difference measurement process of FIG. 5 is modified.

621단계에서, 수액 유속 측정부(400)는 제1 온도 센서로 비가열 온도를 측정하고, 제2 온도 센서(500)로 비가열 온도 측정시의 주변 온도인 제1 주변 온도를 측정한다.In operation 621, the sap flow rate measuring unit 400 measures the non-heating temperature with the first temperature sensor, and measures the first ambient temperature which is the ambient temperature at the time of measuring the non-heating temperature with the second temperature sensor 500.

622단계에서, 가열 제어부(200)는 제1 시간 동안 가열수단에 전류를 공급하여 가열한다. 여기서 제1 시간은 예컨대 약 30초 내외일 수 있다.In operation 622, the heating control unit 200 supplies current to the heating unit for the first time and heats it. Here, the first time may be about 30 seconds, for example.

623단계에서, 수액 유속 측정부(400)는 제1 온도 센서로 가열 상태에서의 온도인 가열 온도를 측정하고, 제2 온도 센서(500)로 가열 온도 측정시의 주변 온도인 제2 주변 온도를 측정한다.In operation 623, the fluid flow rate measuring unit 400 measures a heating temperature that is a temperature in a heating state by using a first temperature sensor, and measures a second ambient temperature, which is an ambient temperature at the time of measuring heating temperature, by a second temperature sensor 500. Measure

624단계에서, 수액 유속 측정부(400)는 상기 가열 온도에서 상기 비가열 온도를 뺌으로써 온도차 ΔT(ΔT = 가열 온도 - 비가열 온도)를 산출하고, 상기 제2 주변 온도에서 상기 제1 주변 온도를 뺌으로써 온도변화 ΔTE(ΔTE = 제2 주변 온도 - 제2 주변 온도)를 산출한다.In operation 624, the sap flow rate measuring unit 400 calculates a temperature difference ΔT (ΔT = heating temperature − non-heating temperature) by subtracting the non-heating temperature from the heating temperature, and the first ambient temperature at the second ambient temperature. The temperature change ΔT E (ΔT E = second ambient temperature-second ambient temperature) is calculated by subtracting.

625단계에서, 수액 유속 측정부(400)는 상기 온도차 ΔT에서 상기 온도변화 ΔTE를 뺌으로써 보정된 온도차 ΔTS를 산출한다. In operation 625, the sap flow rate measuring unit 400 calculates the corrected temperature difference ΔT S by subtracting the temperature change ΔT E from the temperature difference ΔT.

626단계에서 가열 제어부(200)는 제2 시간 동안 가열수단에 전류를 공급하지 않음으로써 가열수단을 비가열(냉각)한다. 여기서 제2 시간은 가열수단이 충분히 냉각되어 가열되기 전의 온도로 복귀하도록 할 수 있는 시간으로서 예컨대 약 90초 내외일 수 있다. In operation 626, the heating control unit 200 does not supply current to the heating means for the second time, thereby non-heating (cooling) the heating means. Here, the second time may be, for example, about 90 seconds as a time that allows the heating means to return to the temperature before the heating means is sufficiently cooled.

상기 621단계 내지 626단계는 미리 주어진 온도차 측정 종료 시점까지 반복된다. Steps 621 to 626 are repeated until the end of a given temperature difference measurement.

온도차 측정 종료 시점이 되면(혹은 온도차 측정 정지 명령에 따라), 627단계에서 수액 유속 측정부(400)는 상기 621단계 내지 626단계의 반복을 통해 얻어진 보정된 온도차 ΔTS들 중 최대값을 기준 온도차 ΔTM으로 선정한다. At the end of the temperature difference measurement (or according to the temperature difference measurement stop command), in step 627, the fluid flow rate measuring unit 400 determines the maximum value of the corrected temperature difference ΔT S obtained through the repetition of steps 621 to 626. ΔT M is selected.

(변형된) 430단계, 460단계에서 보정된 온도차를 측정하는 과정 역시 상기 621단계 내지 626를 통해 수행될 수 있다. The process of measuring the temperature difference corrected in steps 430 and 460 (modified) may also be performed through steps 621 to 626.

도 12는 제1 온도 센서를 통해 측정되는 온도차와 제2 온도 센서(500)를 통해 측정되는 온도변화 및 보정된 온도차를 설명하는 그래프이다.12 is a graph illustrating a temperature difference measured by the first temperature sensor and a temperature change and a corrected temperature difference measured by the second temperature sensor 500.

도 12를 참조하면, (a)는 가열 시간 동안 외부 환경에 의한 온도변화가 없는 것을 가정한 제1 온도 센서의 이상적인 온도 상승 곡선(도 6 참조)을, (b)는 외부 환경에 의한 제2 온도 센서(500)의 온도변화 곡선을, (a')는 외부 환경에 의한 온도변화가 반영된 제1 온도 센서의 실제 온도 상승 곡선을 나타낸다. 그리고 T1 및 T2는 각각 제1 온도 센서를 통해 측정되는 비가열 온도 및 가열 온도를, T1 및 T3는 각각 제2 온도 센서(500)를 통해 측정되는 제1 주변 온도 및 제2 주변 온도를 나타낸다. 여기서 편의상 비가열 온도와 제1 주변 온도는 T1로서 동일한 것을 예로 들었으나 다를 수 있음은 물론이다. Referring to FIG. 12, (a) shows an ideal temperature rise curve (see FIG. 6) of the first temperature sensor assuming that there is no temperature change by the external environment during the heating time, and (b) shows a second temperature caused by the external environment. The temperature change curve of the temperature sensor 500, (a ') shows the actual temperature rise curve of the first temperature sensor reflecting the temperature change by the external environment. And T 1 and T 2 are the non-heating temperature and the heating temperature measured through the first temperature sensor, respectively, and T 1 and T 3 are the first ambient temperature and the second ambient measured through the second temperature sensor 500, respectively. Indicates temperature. For convenience, the non-heating temperature and the first ambient temperature are the same as T 1 , but may be different.

제1 온도 센서를 통해 측정되는 온도차 ΔT는, ΔT=T2-T1으로 구해지는데, 이것은 외부 환경에 의한 온도변화가 반영된 값이다. 이 온도변화는 제2 온도 센서(500)를 통해 ΔTE=T3-T1으로 구해진다. 그러면 온도변화가 보상된 보정된 온도차 ΔTS는 ΔTS=ΔT-ΔTE로 구해진다. 이렇게 구해진 보정된 온도차 ΔTS는 이상적인 온도 상승 곡선 (a)를 통해 얻을 수 있는 온도차와 거의 일치할 것이다. 이렇게 얻어진 보정된 온도차를 이용하여 수액 유속을 산출하면, 외부 환경에 의한 온도변화로 인한 측정 오차를 최소화하여 보다 정확하게 수액 유속을 측정할 수 있다. The temperature difference ΔT measured by the first temperature sensor is obtained by ΔT = T 2 -T 1 , which is a value reflecting a temperature change caused by an external environment. This temperature change is obtained by ΔT E = T 3 -T 1 through the second temperature sensor 500. Then, the corrected temperature difference ΔT S with the temperature change compensated is obtained as ΔT S = ΔT−ΔT E. The corrected temperature difference ΔT S thus obtained will almost match the temperature difference that can be obtained through the ideal temperature rise curve (a). By calculating the fluid flow rate using the corrected temperature difference, the fluid flow rate can be measured more accurately by minimizing the measurement error caused by the temperature change caused by the external environment.

본 발명의 실시예들에 따른 장치는 프로세서, 프로그램 데이터를 저장하고 실행하는 메모리, 디스크 드라이브와 같은 영구 저장부(permanent storage), 외부 장치와 통신하는 통신 포트, 터치 패널, 키(key), 버튼 등과 같은 사용자 인터페이스 장치 등을 포함할 수 있다. 소프트웨어 모듈 또는 알고리즘으로 구현되는 방법들은 상기 프로세서상에서 실행 가능한 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드들 또는 프로그램 명령들로서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체 상에 저장될 수 있다. 여기서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로 마그네틱 저장 매체(예컨대, ROM(read-only memory), RAM(random-access memory), 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예컨대, 시디롬(CD-ROM), 디브이디(DVD: Digital Versatile Disc)) 등이 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템들에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 판독 가능한 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 매체는 컴퓨터에 의해 판독가능하며, 메모리에 저장되고, 프로세서에서 실행될 수 있다. The device according to the embodiments of the present invention includes a processor, a memory for storing and executing program data, a permanent storage such as a disk drive, a communication port for communicating with an external device, a touch panel, a key, a button. And a user interface device such as the like. Methods implemented by software modules or algorithms may be stored on a computer readable recording medium as computer readable codes or program instructions executable on the processor. The computer-readable recording medium may be a magnetic storage medium (eg, read-only memory (ROM), random-access memory (RAM), floppy disk, hard disk, etc.) and an optical reading medium (eg, CD-ROM). ) And DVD (Digital Versatile Disc). The computer readable recording medium can be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion. The medium is readable by the computer, stored in the memory, and can be executed by the processor.

본 발명의 실시예들은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예는 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩 업 테이블(look-up table) 등과 같은 집적 회로 구성들을 채용할 수 있다. 본 발명에의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 실시예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 실시예는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. "매커니즘", "요소", "수단", "구성"과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.Embodiments of the present invention can be represented by functional block configurations and various processing steps. Such functional blocks may be implemented in various numbers of hardware or / and software configurations that perform particular functions. For example, an embodiment may comprise an integrated circuit configuration such as memory, processing, logic, look-up table, etc., which may execute various functions by the control of one or more microprocessors or other control devices. You can employ them. Similar to the components in the present invention may be implemented in software programming or software elements, embodiments include C, C ++, including various algorithms implemented in combinations of data structures, processes, routines or other programming constructs. It may be implemented in a programming or scripting language such as Java, an assembler, or the like. The functional aspects may be implemented with an algorithm running on one or more processors. In addition, embodiments may employ prior art for electronic configuration, signal processing, and / or data processing. Terms such as "mechanism", "element", "means", "configuration" can be used widely and are not limited to mechanical and physical configurations. The term may include the meaning of a series of routines of software in conjunction with a processor or the like.

실시예에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시예들로서, 어떠한 방법으로도 실시 예의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.Specific implementations described in the embodiments are examples, and do not limit the scope of the embodiments in any way. For brevity of description, descriptions of conventional electronic configurations, control systems, software, and other functional aspects of the systems may be omitted. In addition, the connection or connection members of the lines between the components shown in the drawings by way of example shows a functional connection and / or physical or circuit connections, in the actual device replaceable or additional various functional connections, physical It may be represented as a connection, or circuit connections. In addition, unless specifically mentioned, such as "essential", "important" may not be a necessary component for the application of the present invention.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.

Claims (8)

(a) 가열수단과 온도차 측정용 제1 온도 센서를 포함하는 프로브 및 온도차 보정용 제2 온도 센서를 식물 내에 삽입하는 단계;
(b) 상기 제1 온도 센서로 상기 가열수단의 비가열 상태에서의 온도인 비가열 온도와 상기 가열수단의 가열 상태에서의 온도인 가열 온도의 차이인 온도차를 측정하고, 상기 제2 온도 센서로 외부 환경에 의한 온도변화를 측정하여, 상기 온도차에 상기 온도변화를 보상한 보정된 온도차를 측정하는 과정을 소정 기간 동안 반복적으로 수행하는 단계;
(c) 상기 (b) 단계를 통하여 측정된 보정된 온도차들 중 최대값인 기준 온도차를 구하는 단계;
(d) 수액 유속을 산출하고자 할 때, 상기 제1 온도 센서로 상기 가열수단의 비가열 상태에서의 온도인 비가열 온도와 상기 가열수단의 가열 상태에서의 온도인 가열 온도의 차이인 온도차를 측정하고, 상기 제2 온도 센서로 외부 환경에 의한 온도변화를 측정하여, 상기 온도차에 상기 온도변화를 보상한 보정된 온도차를 측정하는 단계; 및
(e) 상기 (d) 단계를 통해 측정된 보정된 온도차와, 상기 (c) 단계를 통해 얻어진 기준 온도차를 이용하여 수액의 유속을 산출하는 단계를 포함하는 식물 수액 유속 측정 방법.(a) inserting a probe including a heating means and a first temperature sensor for measuring a temperature difference and a second temperature sensor for temperature difference correction into a plant;
(b) measuring, by the first temperature sensor, a temperature difference that is a difference between a non-heating temperature that is a temperature in an unheated state of the heating means and a heating temperature that is a temperature in a heated state of the heating means; Measuring a temperature change caused by an external environment, and repeatedly performing a process of measuring a corrected temperature difference that compensates for the temperature change to the temperature difference for a predetermined period of time;
(c) obtaining a reference temperature difference which is the maximum value among the corrected temperature differences measured through step (b);
(d) When the fluid flow rate is to be calculated, the first temperature sensor measures a temperature difference that is a difference between a non-heating temperature which is a temperature in a non-heating state of the heating means and a heating temperature that is a temperature in a heating state of the heating means. Measuring a change in temperature caused by an external environment with the second temperature sensor, and measuring a corrected temperature difference that compensates for the change in temperature; And
(e) calculating the flow rate of the sap using the corrected temperature difference measured through step (d) and the reference temperature difference obtained through step (c). 제1항에 있어서,
상기 (b) 단계 또는 상기 (d) 단계는,
상기 제1 온도 센서로 상기 비가열 온도를 측정하고, 상기 제2 온도 센서로 상기 비가열 온도 측정시의 제1 주변 온도를 측정하는 단계;
상기 가열수단을 제1 시간 동안 가열시킨 후 상기 제1 온도 센서로 상기 가열 온도를 측정하고, 상기 제2 온도 센서로 상기 가열 온도 측정시의 제2 주변 온도를 측정하는 단계;
상기 가열 온도에서 상기 비가열 온도를 뺌으로써 상기 온도차를 산출하고, 상기 제2 주변 온도에서 상기 제1 주변 온도를 뺌으로써 상기 온도변화를 산출하는 단계; 및
상기 온도차에서 상기 온도변화를 뺌으로써 상기 보정된 온도차를 산출하는 단계; 및
상기 가열수단을 제2 시간 동안 가열시키지 않음으로써 비가열 상태로 복귀시키는 단계를 포함하는 식물 수액 유속 측정 방법.The method of claim 1,
Step (b) or step (d),
Measuring the non-heating temperature with the first temperature sensor and measuring a first ambient temperature at the time of measuring the non-heating temperature with the second temperature sensor;
Measuring the heating temperature with the first temperature sensor after heating the heating means for a first time, and measuring a second ambient temperature at the time of measuring the heating temperature with the second temperature sensor;
Calculating the temperature difference by subtracting the non-heating temperature from the heating temperature, and calculating the temperature change by subtracting the first ambient temperature from the second ambient temperature; And
Calculating the corrected temperature difference by subtracting the temperature change from the temperature difference; And
Returning to the unheated state by not heating said heating means for a second time. 제1항에 있어서,
상기 제2 온도 센서는 상기 프로브에 내장되는 식물 수액 유속 측정 방법.The method of claim 1,
And the second temperature sensor is embedded in the probe. 제1항에 있어서,
상기 제2 온도 센서는 상기 프로브와 다른 별도의 프로브에 내장되는 식물 수액 유속 측정 방법.The method of claim 1,
The second temperature sensor is a plant sap flow rate measuring method which is embedded in a probe separate from the probe. 식물 내에 삽입되는, 가열수단과 온도차 측정용 제1 온도 센서를 포함하는 프로브;
상기 식물 내에 삽입되는 온도차 보정용 제2 온도 센서;
상기 가열수단의 가열 및 비가열을 제어하는 가열 제어부; 및
상기 식물의 수액의 유속을 측정하는 수액 유속 측정부를 포함하고,
상기 수액 유속 측정부는,
상기 제1 온도 센서로 상기 가열수단의 비가열 상태에서의 온도인 비가열 온도와 상기 가열수단의 가열 상태에서의 온도인 가열 온도의 차이인 온도차를 측정하고, 상기 제2 온도 센서로 외부 환경에 의한 온도변화를 측정하여, 상기 온도차에 상기 온도변화를 보상한 보정된 온도차를 측정하는 과정을 소정 기간 동안 반복적으로 수행하고, 상기 반복을 통해 측정된 보정된 온도차들 중 최대값인 기준 온도차를 구하고,
수액 유속을 산출하고자 할 때, 상기 제1 온도 센서로 상기 가열수단의 비가열 상태에서의 온도인 비가열 온도와 상기 가열수단의 가열 상태에서의 온도인 가열 온도의 차이인 온도차를 측정하고, 상기 제2 온도 센서로 외부 환경에 의한 온도변화를 측정하여, 상기 온도차에 상기 온도변화를 보상한 보정된 온도차를 측정하고, 상기 측정된 보정된 온도차와 상기 기준 온도차를 이용하여 수액의 유속을 산출하는 식물 수액 유속 측정 장치.A probe including a heating means and a first temperature sensor for measuring a temperature difference inserted into the plant;
A second temperature sensor for temperature difference correction inserted into the plant;
A heating control unit controlling heating and non-heating of the heating unit; And
A sap flow rate measuring unit for measuring the flow rate of the sap of the plant,
The infusion flow rate measuring unit,
The first temperature sensor measures a temperature difference that is a difference between a non-heating temperature which is a temperature in a non-heating state of the heating means and a heating temperature that is a temperature in a heating state of the heating means, and the second temperature sensor measures an external environment. By measuring the temperature change, and repeatedly measuring a corrected temperature difference compensated for the temperature change to the temperature difference for a predetermined period, and obtaining a reference temperature difference, which is the maximum value among the corrected temperature differences measured through the repetition. ,
When the fluid flow rate is to be calculated, the first temperature sensor measures a temperature difference that is a difference between a non-heating temperature that is a temperature in a non-heated state of the heating means and a heating temperature that is a temperature in a heated state of the heating means, Measuring a temperature change caused by an external environment using a second temperature sensor, measuring a corrected temperature difference that compensates for the temperature change in the temperature difference, and calculating a flow rate of the sap using the measured temperature difference and the reference temperature difference Plant sap flow rate measuring device. 제5항에 있어서,
상기 수액 유속 측정부는 상기 보정된 온도차를 측정함에 있어서,
상기 제1 온도 센서로 상기 비가열 온도를 측정하며 상기 제2 온도 센서로 상기 비가열 온도 측정시의 제1 주변 온도를 측정하고, 상기 가열수단을 제1 시간 동안 가열시킨 후 상기 제1 온도 센서로 상기 가열 온도를 측정하며 상기 제2 온도 센서로 상기 가열 온도 측정시의 제2 주변 온도를 측정하고, 상기 가열 온도에서 상기 비가열 온도를 뺌으로써 상기 온도차를 산출하며 상기 제2 주변 온도에서 상기 제1 주변 온도를 뺌으로써 상기 온도변화를 산출하고, 상기 온도차에서 상기 온도변화를 뺌으로써 상기 보정된 온도차를 산출하고, 상기 가열수단을 제2 시간 동안 가열시키지 않음으로써 비가열 상태로 복귀시키는 식물 수액 유속 측정 장치.The method of claim 5,
In the fluid flow rate measuring unit for measuring the corrected temperature difference,
The non-heating temperature is measured by the first temperature sensor, the first ambient temperature at the time of the non-heating temperature measurement is measured by the second temperature sensor, and the heating means is heated for a first time, and then the first temperature sensor is measured. Measuring the heating temperature with the second temperature sensor and measuring the second ambient temperature at the time of measuring the heating temperature, and subtracting the non-heating temperature from the heating temperature to calculate the temperature difference and at the second ambient temperature Calculating the temperature change by subtracting a first ambient temperature, calculating the corrected temperature difference by subtracting the temperature change from the temperature difference, and returning to the unheated state by not heating the heating means for a second time Sap flow rate measuring device. 제5항에 있어서,
상기 제2 온도 센서는 상기 프로브에 내장되는 식물 수액 유속 측정 장치.The method of claim 5,
The second temperature sensor is a plant sap flow rate measuring device embedded in the probe. 제5항에 있어서,
상기 제2 온도 센서는 상기 프로브와 다른 별도의 프로브에 내장되는 식물 수액 유속 측정 장치.The method of claim 5,
The second temperature sensor is a plant sap flow rate measuring device which is embedded in a probe separate from the probe.
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WO2023074362A1 (en) * 2021-10-25 2023-05-04 国立大学法人香川大学 Vascular sap flow rate sensor, vascular sap flow rate measuring device, and vascular sap flow rate measuring method
CN117761346A (en) * 2024-02-22 2024-03-26 浙江大学 multimode bistable structure stem flow measuring device suitable for different plant stems

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