一种植物茎流检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及茎流测量技术领域，更具体的说是涉及一种植物茎流检测装置。


背景技术：

2.土壤液态水进入植物根系后，通过茎杆的输导组织向上运送到达冠层，经由气孔蒸腾转化为气态水扩散到大气中。在根区和冠层之间唯一的通路就是茎杆，最直接、最准确估计植物水分运输的方法就是茎杆液流，也称茎流(sap flow)。通常，茎流速度指的是在植物冠层蒸腾拉力作用下，单位时间通过被测量茎杆横截面的水的总量，其单位是gh2o/hr或者cm/hr。
3.在土壤
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植物
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大气组成的连续体中，植物根系从土壤中吸收的水分，约90％通过蒸腾作用散失到大气中。近年来,定量研究群落的蒸腾耗水特性成为树木生理生态学和生态水文学的热点问题。国内外的相关研究结果表明，树干液流量与树干胸径、叶面积和边材面积等因子之间呈良好的线性关系，树木边材液流速率与气象因子诸要素以及土壤水分密切相关。通过研究单位边材面积树干液流的变化规律及其与气象等环境因子的关系，可以很好地定量分析树木生长与群落蒸腾耗水的相互关系。
4.目前植物茎流测定主要是热学测量方法，其中植物茎流测量仪采用热消散探针法测量树干瞬时径流密度，可以长期连续观测树木的液流，有利于研究树木和大气之间的水分交换规律，并以此为观测手段，长期监测森林生态系统对环境变化的影响。但是该方法需要侵入植物茎内，对植物生理过程产生破坏，现有技术中出现了一种非侵入式测量方法，采用电极感应茎杆含水量变化，电极通过弹性材料缠绕于植物茎部，每隔一段时间需要调整弹性材料松紧度以适应植物生长，调整繁琐。
5.因此，如何提供一种植物茎流检测装置解决需要频繁调节弹性材料长度以适应植物茎秆生长，是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

6.为此，本实用新型的目的在于提出一种植物茎流检测装置，不需要频繁调节弹性材料长度以适应植物茎秆生长过程中茎流测量。
7.本实用新型提供了一种植物茎流检测装置，包括：
8.固定器，所述固定器包括壳体和弹性固定环，所述壳体包覆所述弹性固定环，所述弹性固定环围设于植物茎秆上；所述弹性固定环包括多个环体单元，且相邻所述环体单元之间均连接有弹性条状物，相邻所述环体单元随植物茎秆生长截面向外推力作用逐渐拉伸所述弹性条状物改变相邻间距；
9.电极片，所述电极片固定于所述环体单元内壁上，并与所述植物茎秆贴合；
10.以及数据采集器，所述数据采集器固定于地面上，且与所述电极片的线束连接。
11.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种植物茎流检测装置，通过多个环体单元连接弹性条状物，固定植物茎秆后，相邻环体单元随植物茎
秆生长截面向外推力作用逐渐拉伸弹性条状物改变相邻间距，电极片与环体单元内壁形状吻合，相邻环体单元拉开直径变大后，电极片为多个单点，并在植物茎秆同一截面上依然形成环形测量茎流，在一定直径变化范围内，无需调节弹性材料长度，减少重复操作。
12.同时可以在植物茎秆竖直方向上增加弹性固定环和电极片数量，通过多段测量数据获取植物茎秆茎流测量平均值，提高测量精度。
13.进一步地，所述壳体为两个半圆环，两个半圆环一端铰接，另一端通过固定件连接，由此方便将壳体安装于植物茎秆上，其中环体单元安装时，一处的弹性条状物为两段，方便将其系在植物茎秆上，然后扣合壳体固定。
14.进一步地，所述固定件为螺栓或卡扣。
15.进一步地，所述壳体的内壁上固定有弹性层，所述弹性层的内壁与所述弹性固定环抵接。弹性层为具有透气性、且能够在力的挤压下减小厚度的材料都可以，如布料，带孔的海绵等。
16.进一步地，所述壳体的内壁上形成有向内凹陷的挤压槽，所述弹性层至少部分固定于所述挤压槽内，且跟随所述环体单元相邻间距增大其厚度逐渐减小；由此在植物茎秆生长过程中，环体单元相邻间距增大，挤压弹性层进入挤压槽，增大了植物茎秆截面生长向外推力的作用距离，增大了弹性固定环弹性增大空间。
17.进一步地，所述环体单元为硅胶制成环体块，且所述环体块上设置有透气孔；所述弹性条状物为弹性拉绳或橡皮筋。
18.进一步地，所述数据采集器上设置有用于安装储存卡的安装槽，方便安装储存卡。
19.进一步地，所述数据采集器顶部设置有与其内部电源电性连接的太阳能电池板，由此可增加能源利用率，节省电能。数据采集器内置采集软件，设置屏幕和按键。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
21.图1附图为本实用新型提供的一种植物茎流检测装置结构示意图；
22.图2和图3附图示出了固定器的结构示意图；
23.图4附图示出了弹性固定环安装后的示意图；
24.图5附图示出了弹性固定环随植物茎秆生长后张开的示意图；
25.图中：1
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固定器，11
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壳体，111
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连接耳，112
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销轴，12
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弹性固定环，121
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环体单元，122
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弹性条状物，13
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弹性层，14
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螺栓，2
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数据采集器，3
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太阳能电池板，4
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电极片。
具体实施方式
26.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.参见附图1
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5，本实用新型实施例公开了一种植物茎流检测装置，包括：固定器1，固定器1包括壳体11和弹性固定环12，根据植物茎秆尺寸选择对应规格的壳体11和弹性固定环12，壳体11包覆弹性固定环12，弹性固定环12围设于植物茎秆上；弹性固定环12包括多个环体单元121，且相邻环体单元121之间均连接有弹性条状物122，相邻环体单元121随植物茎秆生长截面向外推力作用逐渐拉伸弹性条状物122改变相邻间距；电极片4，电极片4固定于环体单元121内壁上，并与植物茎秆贴合；以及数据采集器2，数据采集器2固定于地面上，且与电极片4的线束连接。
30.本实用新型公开提供了一种植物茎流检测装置，通过多个环体单元连接弹性条状物，固定植物茎秆后，相邻环体单元随植物茎秆生长截面向外推力作用逐渐拉伸弹性条状物改变相邻间距，电极片与环体单元内壁形状吻合，相邻环体单元拉开直径变大后，电极片为多个单点，并在植物茎秆同一截面上依然形成环形测量茎流，在一定直径变化范围内，无需调节弹性材料长度，减少重复操作。同时可以在植物茎秆竖直方向上增加弹性固定环和电极片数量，通过多段测量数据获取植物茎秆茎流测量平均值，提高测量精度。
31.参见附图2和3，壳体11为两个半圆环，两个半圆环一端铰接，另一端通过固定件连接。其中固定件为螺栓14或卡扣。两个半圆环上的一端对应设置有连接耳111，销轴112贯穿连个连接耳111形成铰接结构。
32.在本实用新型的一个实施例中，壳体11的内壁上固定有弹性层13，弹性层13的内壁与弹性固定环12抵接，由此可预留一部分弹性变形空间。
33.在本实用新型的另一个实施例中，壳体11的内壁上形成有向内凹陷的挤压槽，弹性层13至少部分固定于挤压槽内，且跟随环体单元121相邻间距增大其厚度逐渐减小。由此在植物茎秆生长过程中，环体单元相邻间距增大，挤压弹性层进入挤压槽，增大了植物茎秆截面生长向外推力的作用距离，增大了弹性固定环弹性增大空间。
34.具体而言，环体单元121为硅胶制成环体块，且环体块上设置有透气孔；弹性条状物122为弹性拉绳或橡皮筋。
35.上述实施例中，数据采集器2上设置有用于安装储存卡的安装槽；方便安装储存卡。数据采集器2顶部设置有与其内部电源电性连接的太阳能电池板3，由此可增加能源利用率，节省电能。数据采集器内置采集软件，设置屏幕和按键。
36.安装时，先根据植物种类茎秆直径选择对应的弹性固定环和壳体规格，本实用新型提供的装置优选用于树木等茎秆相对粗壮的植物，然后将弹性固定环上预留的两段弹性条状物系上，保证电极片与植物茎秆贴合，将电极片线束汇集从壳体边缘伸出，连接至数据
采集器，可在植物茎秆不同截面设置几组固定器，获取这一段植物茎秆上茎流测量值，使测量更准确。环体单元随植物茎秆生长截面向外推力作用逐渐拉伸弹性条状物改变相邻间距，进而不用频繁调节弹性件的长度，达到弹性固定环最大张力时，直接更换更大规格的固定器即可。定期在数据采集器内获取存储的数据。
37.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
38.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。