RU2611404C1 - Способ измерения скорости движения пасоки в древесных растениях - Google Patents
Способ измерения скорости движения пасоки в древесных растениях Download PDFInfo
- Publication number
- RU2611404C1 RU2611404C1 RU2015157494A RU2015157494A RU2611404C1 RU 2611404 C1 RU2611404 C1 RU 2611404C1 RU 2015157494 A RU2015157494 A RU 2015157494A RU 2015157494 A RU2015157494 A RU 2015157494A RU 2611404 C1 RU2611404 C1 RU 2611404C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flow rate
- sensor
- temperature
- sensors
- speed
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/46—Wood
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к лесному хозяйству, а именно к биофизике древесных растений. Способ основан на формировании теплового воздействия в ксилемной ткани и измерении температуры пасоки. Способ осуществляют с помощью двух игольчатых температурных датчиков, совмещенных с нагревательными элементами. Датчики-нагреватели размещают в ксилемной ткани один над другим на заданном расстоянии по высоте. Тепловые импульсы формируются в датчиках-нагревателях последовательно, через заданные промежутки времени. Определение скорости потока пасоки осуществляют анализом полученных температурных кривых. Достигается повышение точности измерения скорости пасоки при низких и высоких значениях скорости. При этом факт нулевой скорости потока выявляется без каких-либо дополнительных измерительных процедур и устройств. 3 ил.
Description
Изобретение относится к лесному хозяйству, а именно к биофизике древесных растений, в т.ч. способам динамического измерения физиологических параметров древесных растений и, в частности, определения скорости движения пасоки и ее изменения с течением времени.
Измерение скорости движения пасоки у древесных растений является важной задачей при оценке их водного статуса и исследовании таких важных физиологических процессов, как транспирация и фотосинтез, а также при верификации параметров современных экофизиологических и климатических математических моделей.
Предлагаемый способ основан на использовании игольчатых датчиков, размещаемых в стволе дерева радиально, поэтому он применим для исследования движения пасоки в стволах диаметром 4 см и более. Также данный способ позволяет вести круглосуточное наблюдение за динамикой изменения скорости движения пасоки.
Известен способ определения скорости пасоки в проводящих пучках травянистых растений в ювенильном возрасте, который позволяет оценивать скорость движения пасоки методом оптической регистрации скорости распространения окрашенного питательного раствора в ксилемной ткани растения. Недостатком данного способа является невозможность применить его в отношении древесных растений с непроницаемыми для световых лучей тканями ствола, а также невозможность осуществлять непрерывную регистрацию скорости движения пасоки по стволу, поскольку в нем не предусмотрена возможность быстрого удаления красителя из ткани исследуемого растения и повторного измерения скорости (авторское свидетельство СССР SU 1644810 А1, опубликовано в 1988 г.).
Известен способ измерения скорости движения пасоки, основанный на использовании одного комбинированного датчика-нагревателя и одного референсного температурного датчика. Особенностями известного способа являются непрерывный нагрев датчика-нагревателя, большая дистанция между датчиками, устраняющая возможное влияние температурного воздействия датчика-нагревателя на референсный датчик. Оценка скорости потока получается в результате использования эмпирического соотношения (патент США US 4745805 А, опубликовано в 1986 г.).
Недостатками данного способа являются низкая точность измерения скорости движения пасоки при ее малых значениях, а также повышенный расход энергии, затрачиваемой на непрерывный нагрев датчика-нагревателя, сокращающий возможность автономной работы измерительного прибора без внешнего источника электроэнергии. Основным недостатком существующего способа является невозможность калибровки и вычисления абсолютных значений скорости в случаях, когда за период измерений не возникли условия, при которых скорость потока была равна нулю, и этот факт не выявлен дополнительными измерительными приборами.
Задачей предлагаемого изобретения является создание эффективного и экономичного способа измерения скорости движения пасоки, а также точного выявления факта нулевой скорости движения пасоки.
Техническим результатом является повышение точности измерения скорости пасоки при низких и высоких значениях скорости. При этом факт нулевой скорости потока выявляется без каких-либо дополнительных измерительных процедур и устройств.
Технический результат достигается тем, что в способе измерения скорости движения пасоки у древесных растений, включающем тепловое воздействие в ксилемной ткани ствола и измерение температуры, с использованием двух игольчатых датчиков, закрепленных один над другим на определенном расстоянии, согласно изобретению тепловое воздействие осуществляют импульсно с использованием двух игольчатых температурных датчиков, совмещенных с нагревательными элементами и размещенных на расстоянии не более 8 см, при этом первый датчик-нагреватель осуществляет тепловое импульсное воздействие, а второй датчик-нагреватель в это время осуществляет измерение температуры, через заданный промежуток времени осуществляют автоматическую смену режима работы датчиков, а именно второй датчик-нагреватель осуществляет тепловое импульсное воздействие, а первый датчик-нагреватель осуществляет измерение температуры, с последующим анализом полученных температурных кривых, которые идентичны по форме и по максимальному значению при нулевой скорости потока и различны по этим показателям при ненулевом потоке, причем скорость ненулевого потока определяют по регрессионному соотношению на основании результатов калибровочного измерения.
Способ осуществляют следующим образом.
На стволе дерева диаметром не менее 4 см устанавливают два игольчатых датчика-нагревателя один над другим на расстоянии 1,5 см. Схема расположения датчиков-нагревателей приставлена на фигуре 1.
При нагреве датчиков осуществляется формирование последовательных коротких тепловых импульсов. В момент, когда на одном из датчиков-нагревателей формируется тепловой импульс, второй датчик не производит нагрев и осуществляет регистрацию кривой изменения температуры в точке своего расположения. Через заданный промежуток времени режимы работы датчиков изменяются. При этом датчик, который формировал тепловой импульс, автоматически переводится в режим регистрации температурной кривой, а датчик, регистрировавший температуру, переводится в режим формирования теплового импульса. В процессе смены режимов работы датчиков регистрируются температурные кривые, представленные на фиг. 2, которые в последующем автоматически анализируются. В ситуации, когда скорость потока равна нулю, кривые оказываются идентичными по форме и по максимальному значению, что позволяет выявить факт нулевого потока. В ситуации ненулевого потока кривые отличаются по форме и максимальному значению. Скорость ненулевого потока определяется по регрессионному соотношению, получаемому по результатам калибровочного измерения. Зависимость индекса отношения амплитуд к скорости ксилемного потока показана на фиг. 3.
Предложенный способ позволяет добиться повышения точности выявления нулевого потока и обеспечивает надежность измерений как при низких, так и при высоких скоростях движения пасоки, обладая при этом низким энергопотреблением благодаря работе в импульсном режиме нагрева.
Преимуществом способа является возможность круглосуточного измерения скорости движения пасоки без дополнительных работ по переустановке датчиков-нагревателей для подзарядки, что позволяет использовать его в лесном хозяйстве, а именно в лесопитомниках, в ботанических садах, в научных исследованиях при исследовании физиологических процессов древесных растений.
Claims (1)
- Способ измерения скорости движения пасоки в древесных растениях, включающий тепловое воздействие в ксилемной ткани ствола и измерение температуры, с использованием двух игольчатых датчиков, закрепленных один над другим на определенном расстоянии, отличающийся тем, что тепловое воздействие осуществляют импульсно с использованием двух игольчатых температурных датчиков, совмещенных с нагревательными элементами и размещенных на расстоянии не более 8 см, при этом первый датчик-нагреватель осуществляет тепловое импульсное воздействие, а второй датчик-нагреватель в это время осуществляет измерение температуры, через заданный промежуток времени осуществляют смену режима работы датчиков, а именно второй датчик-нагреватель осуществляет тепловое импульсное воздействие, а первый датчик-нагреватель осуществляет измерение температуры, с последующим анализом полученных температурных кривых, которые идентичны по форме и по максимальному значению при нулевой скорости потока и различны по этим показателям при ненулевом потоке, причем скорость ненулевого потока определяют по регрессионному соотношению на основании результатов калибровочного измерения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015157494A RU2611404C1 (ru) | 2015-12-31 | 2015-12-31 | Способ измерения скорости движения пасоки в древесных растениях |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015157494A RU2611404C1 (ru) | 2015-12-31 | 2015-12-31 | Способ измерения скорости движения пасоки в древесных растениях |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2611404C1 true RU2611404C1 (ru) | 2017-02-21 |
Family
ID=58459034
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015157494A RU2611404C1 (ru) | 2015-12-31 | 2015-12-31 | Способ измерения скорости движения пасоки в древесных растениях |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2611404C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2663997C1 (ru) * | 2017-12-11 | 2018-08-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Беспроводная система биодиагностики ксилемного потока растений |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4745805A (en) * | 1985-05-30 | 1988-05-24 | Institut National De La Recherche Agronomizue | Process and device for the measurement of the flow of raw sap in the stem of a plant such as a tree |
SU1644810A1 (ru) * | 1988-10-12 | 1991-04-30 | Московский гидромелиоративный институт | Способ определени скорости пасоки в провод щих пучках трав нистых растений в ювенильном возрасте |
US5269183A (en) * | 1991-08-06 | 1993-12-14 | Bavel Cornelius H M Van | Apparatus for measuring sap flow |
US5337504A (en) * | 1992-01-07 | 1994-08-16 | Rheinmetall Gmbh | Gun tube |
RU49275U1 (ru) * | 2005-06-27 | 2005-11-10 | Химина Екатерина Григорьевна | Устройство для измерения скорости движения ксилемного потока в древесных растениях |
RU91836U1 (ru) * | 2009-11-18 | 2010-03-10 | Николай Георгиевич Жиренко | Переносной измерительный комплекс для диагностики состояния древесных растений по их водному балансу |
-
2015
- 2015-12-31 RU RU2015157494A patent/RU2611404C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4745805A (en) * | 1985-05-30 | 1988-05-24 | Institut National De La Recherche Agronomizue | Process and device for the measurement of the flow of raw sap in the stem of a plant such as a tree |
SU1644810A1 (ru) * | 1988-10-12 | 1991-04-30 | Московский гидромелиоративный институт | Способ определени скорости пасоки в провод щих пучках трав нистых растений в ювенильном возрасте |
US5269183A (en) * | 1991-08-06 | 1993-12-14 | Bavel Cornelius H M Van | Apparatus for measuring sap flow |
US5337504A (en) * | 1992-01-07 | 1994-08-16 | Rheinmetall Gmbh | Gun tube |
RU49275U1 (ru) * | 2005-06-27 | 2005-11-10 | Химина Екатерина Григорьевна | Устройство для измерения скорости движения ксилемного потока в древесных растениях |
RU91836U1 (ru) * | 2009-11-18 | 2010-03-10 | Николай Георгиевич Жиренко | Переносной измерительный комплекс для диагностики состояния древесных растений по их водному балансу |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЖИРЕНКО Н.Г. Лесоведение, 1994, N 6, c. 46-52. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2663997C1 (ru) * | 2017-12-11 | 2018-08-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Беспроводная система биодиагностики ксилемного потока растений |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Vandegehuchte et al. | Corrigendum to: Sap-flux density measurement methods: working principles and applicability | |
US9377404B2 (en) | Plant health diagnostic method and plant health diagnostic device | |
RU2016122042A (ru) | Мониторинг нагнетания пара | |
JP2013103094A5 (ru) | ||
WO2013016350A3 (en) | Integrated optical neural probe | |
WO2012101644A3 (en) | Method and system for non-invasively monitoring biological or biochemical parameters of individual | |
WO2015150913A3 (en) | Intravascular pressure and flow data diagnostic systems, devices, and methods | |
AR066368A1 (es) | Metodo y aparato para medir el ph de soluciones de baja alcalinidad | |
WO2018012312A1 (ja) | 測定装置、測定方法及び測定プログラム | |
RU2611404C1 (ru) | Способ измерения скорости движения пасоки в древесных растениях | |
RU2016139135A (ru) | Устройство для определения физиологического показателя | |
EP2827127A3 (en) | Method for monitoring at least one parameter of quality of yarn and/or parameters of sensor by electronic yarn cleaner | |
CN109223165A (zh) | 一种消融热场温度分布监控方法及装置 | |
JP2016539669A5 (ru) | ||
JP2016007300A5 (ru) | ||
Trcala et al. | A new heat balance equation for sap flow calculation during continuous linear heating in tree sapwood | |
Udompetaikul et al. | Plant water stress detection using leaf temperature and microclimatic information | |
RU2592574C2 (ru) | Оптический способ оценки функционального состояния растений | |
RU2746541C1 (ru) | Устройство для измерения расхода ксилемного потока растения | |
Romero et al. | Improving heat-pulse methods to extend the measurement range including reverse flows | |
RU2014138528A (ru) | Способ оценки функционального состояния растений in vitro без нарушения стерильности | |
JP2015077387A5 (ru) | ||
RU2013130388A (ru) | Оптический способ оценки устойчивости фотосинтезирующих тканей растений к фотоингибированию и устройство для его осуществления | |
Mazal et al. | Correlation of sap flow changes in trees with signal of acoustic emission during field measurements | |
Chew et al. | Early detection of plant disease using close range sensing system for input into digital earth environment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20180730 |