Способ измерения скорости движения пасоки в древесных растениях

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.

 

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.

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.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для исследования и анализа свойств материалов путем определения величины сопротивления их просверливанию и может быть использовано для определения физико-механических характеристик древесины растущих деревьев, пиломатериалов, деревянных строительных конструкций различного назначения.

Изобретение относится к области хранения и учету круглых лесоматериалов в штабелях на лесопромышленных складах и лесных терминалов предприятий лесопромышленного комплекса.

Изобретение относится к экологии и может быть использовано для сбора, обработки и измерения листьев березы для проведения индикации загрязненности воздуха по флуктуирующим листьям березы.

Изобретение относится экологии и может быть использовано для сравнительной индикации загрязненности воздуха по флуктуирующей асимметрии листьев березы. Способ включает взятие листьев от учетных деревьев березы, растущих в одинаковых экологических условиях местопроизрастания, причем все листья, собранные для одной выборки, следует сложить в полиэтиленовый пакет.

Изобретение относится к экологии, а именно биомониторингу и биоиндикации качества состояния окружающей среды (воздуха) в малых, средних и крупных поселениях с использованием количественного индекса лихеноиндикации - лишайникового индекса. Для этого вычисляют лишайниковый индекс (L), выражающийся отношением суммарной площади визуально доступных слоевищ к площади поверхности ствола дерева по формуле: , где L - лишайниковый индекс, d1 - минимальный размер диаметра слоевища лишайников (лишайниковой куртины (см)), d2 - максимальный размер диаметра слоевища лишайников (лишайниковой куртины (см)), D - обхват дерева (см), Н - расстояние от земли, выше которого нет двух талломов, расположенных друг от друга ближе чем на 10 d2, N - число талломов модельных видов лишайников на дереве.

Изобретение относится к области древесиноведения и деревообрабатывающей промышленности и касается оценки механических свойств натуральной и модифицированной древесины.

Изобретение относится к заготовке, обработке и транспортировке лесоматериалов и может быть использовано для определения объемов круглого леса. Согласно способу производят фотосъемку торцов штабеля бревен цифровым устройством.

Изобретение относится к области исследования материалов строительных конструкций здания с помощью тепловых средств. Способ выявления параметров локального пожара включает проведение технического осмотра строительных конструкций деревянного перекрытия здания, подвергавшихся действию термического градиента в условиях локального пожара; выявление схемы огневого воздействия на составные элементы перекрытия; установление породы и сорта строительной древесины, показателей ее плотности и влажности в естественном состоянии, массивности элементов деревянного перекрытия, нахождение нормативного сопротивления строительной древесины на изгиб и скорости ее выгорания, отличающийся тем, что технический осмотр деревянного перекрытия здания дополняют инструментальными измерениями геометрических размеров площади горения, назначают контрольную ячейку перекрытия в очаге пожара, измеряют площадь поперечного сечения проемов ячейки перекрытия, вычисляют показатель проемности ячейки перекрытия; определяют толщину слоя обугливания поперечного сечения элементов деревянного перекрытия; вычисляют величину горючей загрузки, массовую скорость выгорания строительной сосновой древесины в ячейке перекрытия и коэффициент снижения скорости выгорания сосновой древесины, затем выявляют длительность локального пожара и максимальную температуру локального пожара, которые вычисляют из заданных соотношений.

Изобретение может быть использовано для автоматического измерения объема пучка лесоматериалов, находящегося на движущемся объекте. В способе движущийся объект пропускают через измерительное устройство - измерительную рамку, оснащенную лазерными сканерами, которые измеряют внешний контур пучка, его длину и суммарную площадь торцов лесоматериалов.

Изобретение относится к способам определения содержания лигнина Класона. Способ определения лигнина заключается в том, что к лигноцеллюлозному материалу добавляют водно-диоксановый раствор, полученный смешением концентрированной азотной кислоты и 1,4-диоксана в соотношении 1:4 (по объему), реакционную смесь нагревают на кипящей водяной бане в течение 15 минут, затем добавляют 2 М раствор гидроксида натрия, объем реакционной смеси доводят дистиллированной водой и фильтруют, измеряют оптическую плотность фильтрата при 440 нм, и по величине оптической плотности судят о содержании лигнина в целлюлозном полуфабрикате.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к тепловым микрорасходомерам для измерения расхода газа в диапазоне (0÷5) мг/с. Микрорасходомер работает в режиме переменной мощности внутреннего тепловыделения.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к тепловым расходомерам для измерения расхода газа в диапазоне 0÷20 мг/с. Расходомер содержит: цилиндрическую камеру 1; канал 2 подачи в камеру газового потока и канал 2′ для его вывода; диафрагму 3 с отверстием для прохода газа, вставляемую в канал (каналы) со стороны начала канала; нагреваемую электрическим током нихромовую проволочную спираль 4 (диаметр проволоки 0,2 мм); шесть каналов 5 для оптических окон-световодов 6, вклеиваемых в каналы высокотемпературным клеем К-500; шесть идентичных преобразователей оптического излучения.

Изобретение относится к диагностике технического состояния систем контроля технологических процессов. Предложен способ проверки работоспособности системы контроля течи трубопровода, который включает воспроизведение системой параметров эталонного имитатора измеряемых системой физических величин, сравнение воспроизведенных параметров с заданными параметрами эталонного имитатора и выработку заключения о работоспособности системы.

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к устройствам для измерения потоков жидкостей и газов с использованием микроэлектромеханических датчиков.

Изобретение относится к газовым счетчикам. Газовый счетчик содержит корпус счетчика с впускным отверстием для газа с относящимся к нему присоединительным штуцером для подводящего газопровода и выпускным отверстием для газа с относящимся к нему присоединительным штуцером для отводящего газопровода.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к задаче энергосбережения в системах потребления пара и может быть использовано для контроля рационального использования пара в теплообменниках путем определения эффективности конденсатоотводчика.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для учета тепловой энергии. Способ измерения тепловой энергии реализуется на измерении текущих значений температуры и переноса их значений на показатели расхода теплоносителя посредством деления потока на две составляющие и распределения теплоносителя в два выходных канала - Tmin канал начала отсчета и Tmax информационный канал, согласованные со шкалой термометра.

Изобретение относится к области микросенсоров, а именно к микроэлектромеханическим системам (МЭМС) для измерения потоков жидкостей и газов - МЭМС-термоанемометрам.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при выполнении анемометрических измерений. Заявлен анемометрический зонд с проволочкой или с n (n≥1) проволочками, параллельными между собой, для измерения вблизи стенки, содержащий для каждой проволочки два стержня (4, 6) крепления проволочки.

Изобретение касается датчика (102) и блока (602) управления для взаимодействия с датчиком. Датчик (102) служит для измерения скорости жидкости (308), протекающей через канал (306).

Предлагаемое изобретение относится к средствам измерений количества теплоты, выделяемой нагретыми жидкими, газообразными и многофазными теплоносителями в системах отопления, без нарушения их целостности. Предложенный теплосчетчик на основе накладных датчиков содержит датчик теплового потока и датчики температуры поверхности, а также измеритель их сигналов. При этом датчик теплового потока установлен на контрольном участке трубопровода, а датчики температуры поверхности установлены на границах контрольного участка трубопровода и на трубопроводах у входа и выхода системы отопления. Согласно изобретению на поверхности датчика теплового потока, который полностью перекрывает поверхность контрольного участка трубопровода, установлен съемный теплообменник, состоящий из двух идентичных частей, каждая из которых содержит металлические теплопроводы, на внешней поверхности которых размещены термоэлектрические Пельтье-батареи, подключенные к источнику питания и снабженные радиаторами, охлаждаемыми электрическим вентилятором, также подключенным к источнику питания. Технический результат – повышение точности и оперативности измерения фактических значений количества теплоты, выделяемой в системах отопления любым теплоносителем. 2 ил.

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.

Наверх