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一種樹木檢測(cè)系統(tǒng)

閱讀：3發(fā)布：2022-01-26

專利匯可以提供一種樹木檢測(cè)系統(tǒng)專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 屬于園林領(lǐng)域,具體公開了一種樹木檢測(cè)系統(tǒng)，包括聲表面波裝置、激光測(cè)距 傳感器 和 微處理器 ，還包括顯示屏、 電極 和紅外線傳感器，所述紅外線傳感器電連接所述微處理器，所述顯示屏電連接所述微處理器，所述聲表面波裝置包括計(jì)數(shù)器、 振蕩器 和聲 表面波 諧振器 ，所述聲表面波諧振器電連接所述振蕩器，所述振蕩器電連接所述計(jì)數(shù)器，所述計(jì)數(shù)器電連接所述微處理器，所述聲表面波諧振器另一端電連接所述電極，所述電極電連接所述激光測(cè)距傳感器。及時(shí)挽救被蟲蛀的活體樹木，降低經(jīng)濟(jì)損失。，下面是一種樹木檢測(cè)系統(tǒng)專利的具體信息內(nèi)容。

1.一種樹木檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括聲表面波裝置（8）、激光測(cè)距傳感器（10）和微處理器（12），其特征在于，還包括顯示屏（13）、電極和紅外線傳感器，所述紅外線傳感器電連接所述微處理器（12），所述顯示屏（13）電連接所述微處理器（12），所述聲表面波裝置（8）包括計(jì)數(shù)器、振蕩器和聲表面波諧振器，所述聲表面波諧振器電連接所述振蕩器，所述振蕩器電連接所述計(jì)數(shù)器，所述計(jì)數(shù)器電連接所述微處理器（12），所述聲表面波諧振器另一端電連接所述電極，所述電極電連接所述激光測(cè)距傳感器（10）。
2.如權(quán)利要求1所述的樹木檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，還包括輸液管（6），所述輸液管（6）設(shè)置在所述聲表面波裝置（8）的上方，所述輸液管（6）上設(shè)置有若干個(gè)滴液嘴（5），所述輸液管（6）兩側(cè)設(shè)置有第一進(jìn)水盒（2）和第二進(jìn)水盒（3）。
3.如權(quán)利要求1所述的樹木檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一進(jìn)水盒（2）和所述第二進(jìn)水盒（3）的進(jìn)水口設(shè)置為V型進(jìn)水口。
4.如權(quán)利要求1所述的樹木檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述輸液管（6）為可活動(dòng)的輸液管，所述輸液管（6）可上下移動(dòng)。
5.如權(quán)利要求1所述的樹木檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述輸液管（6）下方設(shè)置有第一擋板（4）和第二擋板（7），所述第一擋板（4）和所述第二擋板（7）相互平行。
6.如權(quán)利要求1所述的樹木檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一進(jìn)水盒（2）和第二進(jìn)水盒（3）可拆卸。

說明書全文

一種樹木檢測(cè)系統(tǒng)

技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本發(fā)明屬于樹木移栽裝置入樹木的移栽、挖出、采伐或打枝的領(lǐng)域，尤其涉及一種樹木檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

[0002] 樹木病蟲害防治系統(tǒng)主要有樹干涂白法、農(nóng)藥埋施法、樹干涂膠法、樹干療傷法和注藥法。其中，注藥法是在樹干周圍鉆孔注藥，使全樹體都具有農(nóng)藥的有效成分，不論害蟲在樹木的什么部位進(jìn)食，都會(huì)中毒死亡。此法操作簡(jiǎn)便，?省工和不傷害天敵，防治效果好。但是，通常的注藥法不能獲得害蟲所處的具體位置，為了殺死害蟲需要注入較大劑量的藥物，藥量大會(huì)對(duì)樹木的生長(zhǎng)造成一定影響。
[0003] 如果選擇錯(cuò)誤的位置注入殺蟲劑，既會(huì)給樹木造成損傷，同時(shí)，未遭蟲蛀的部位由于殺蟲劑的誘導(dǎo)容易產(chǎn)生病變，不但不能及時(shí)有效的消滅害蟲，反而損傷了樹木。
[0004] 中國(guó)專利（授權(quán)公開號(hào)CN102706963A）公開了《一種古樹及古建筑木結(jié)構(gòu)內(nèi)部腐朽應(yīng)力波無損探測(cè)裝置》，該裝置包括多個(gè)傳感器、傳感器固定裝置、力錘、微損型針式連接器、?數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和木材內(nèi)部腐朽斷層成像軟件，所述傳感器、所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與安裝有所述成像軟件的計(jì)算機(jī)通過若干根導(dǎo)線連接。該發(fā)明由于在樹木表面的進(jìn)行檢測(cè)，而且即使有微損型針式連接器插入樹木表面，也只是用于檢測(cè)樹木的腐朽，對(duì)樹木內(nèi)部的害蟲無法達(dá)到檢測(cè)的效果，而且無法檢測(cè)害蟲的位置以及害蟲的種類。

發(fā)明內(nèi)容

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種樹木檢測(cè)系統(tǒng)，以解決無法準(zhǔn)確確定害蟲所處的位置及害蟲的種類的技術(shù)問題。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的基礎(chǔ)方案為：一種樹木檢測(cè)系統(tǒng)，包括聲表面波裝置、激光測(cè)距傳感器和微處理器，還包括顯示屏、電極和紅外線傳感器，所述紅外線傳感器電連接所述微處理器，所述顯示屏電連接所述微處理器，所述聲表面波裝置包括計(jì)數(shù)器、振蕩器和聲表面波諧振器，所述聲表面波諧振器電連接所述振蕩器，所述振蕩器電連接所述計(jì)數(shù)器，所述計(jì)數(shù)器電連接所述微處理器，所述聲表面波諧振器另一端電連接所述電極，所述電極電連接所述激光測(cè)距傳感器。
[0007] 說明：在該檢測(cè)系統(tǒng)下，準(zhǔn)備脈沖錘，用于檢測(cè)蟲害的位置。
[0008] 本基礎(chǔ)方案的原理在于：事先選取樹干中部的上端為測(cè)量起始端，樹干的下端為測(cè)量終止端；啟動(dòng)聲表面波裝置測(cè)試下部樹干的兩側(cè)；聲波對(duì)樹干內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)振動(dòng)回路得到反射聲波信號(hào)一；將脈沖錘敲擊樹干外周面，樹干內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力波，聲表面波裝置將檢測(cè)到應(yīng)力波輸入到微處理器內(nèi)，得到信號(hào)二，微處理器計(jì)算信號(hào)一和信號(hào)二的平均信號(hào)，得到平均波信號(hào)；從平均波信號(hào)中計(jì)算出輸出信噪比；啟動(dòng)激光測(cè)距傳感器，當(dāng)測(cè)量位置距離終止端＞1厘米時(shí)，將脈沖錘從樹干的外周面上取下，將脈沖錘逐漸向終止端移動(dòng)；聲表面波裝置對(duì)樹干內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)，得到反射波信號(hào)一；脈沖錘敲擊樹干外周面，樹干內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力波，聲表面波裝置將檢測(cè)到的應(yīng)力波輸入到微處理器內(nèi)，得到信號(hào)二，微處理器計(jì)算信號(hào)一和信號(hào)二的平均信號(hào)，得到平均波信號(hào)；當(dāng)測(cè)量位置距離終止端≤1厘米時(shí)，脈沖錘停止工作，聲表面波諧振器的兩個(gè)電極固定到起始端的樹干的外周面上，兩個(gè)電極沿樹干的圓周方向相距2毫米；沿樹干的圓周方向移動(dòng)聲表面波諧振器的兩個(gè)電極，并且兩個(gè)電極固定在大樹外周面，電極的固定位置分別為樹干外周面右側(cè)、左側(cè)、前側(cè)和后側(cè)；將激光測(cè)距傳感器檢測(cè)的電極與終止端之間的距離值存儲(chǔ)在微處理器中；逐漸將聲表面波諧振器的兩個(gè)電極由起始端至終止端移動(dòng)，預(yù)先對(duì)樹干的外周面進(jìn)行測(cè)量，得到樹干的外周面上的點(diǎn)的坐標(biāo)，根據(jù)樹干的外周面的點(diǎn)的坐標(biāo)、電極與大樹末端之間的距離值，微處理器建立樹干及樹干中被蟲挖過孔洞的三維模型。微處理器建立樹干及樹干中被蟲挖過孔洞的三維模型，將紅外線傳感器裝置設(shè)置在三維模型上，紅外線傳感器將孔洞內(nèi)的害蟲的圖形反饋到微處理器上，微處理器電連接顯示屏，顯示屏上顯示出害蟲的形狀，進(jìn)而判斷出害蟲的種類，并且根據(jù)三維模式還可得知害蟲的位置。
[0009] 本基礎(chǔ)方案的有益效果在于：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方案采用輸出信噪比特征信號(hào)反映的是被測(cè)樣品的本質(zhì)信號(hào)，該特征信號(hào)不隨檢測(cè)方法或者重復(fù)次數(shù)的限制而改變，只與樣品的性質(zhì)有關(guān)，有利于樣品性質(zhì)的標(biāo)定，提高檢測(cè)精度。
[0010] 而聲表面波探測(cè)技術(shù)可以精準(zhǔn)定位孔洞的位置，二者結(jié)合可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)樹干中孔洞大小和位置的準(zhǔn)確判斷，這對(duì)于判斷大樹內(nèi)部蟲蛀情況或者針對(duì)樹木找準(zhǔn)部位對(duì)癥下藥具有重要意義，可以及時(shí)挽救被蟲蛀的活體樹木，降低經(jīng)濟(jì)損失。
[0011] 進(jìn)一步，還包括輸液管，所述輸液管設(shè)置在所述聲表面波裝置的上方，所述輸液管所述輸液管上設(shè)置有若干個(gè)滴液嘴，所述輸液管兩側(cè)設(shè)置有第一進(jìn)水盒和第二進(jìn)水盒。事先通過第一進(jìn)水盒和第二進(jìn)水盒內(nèi)加入水或者藥劑，混合藥劑存在輸液管內(nèi)，當(dāng)檢測(cè)到孔洞內(nèi)的害蟲時(shí)，輸液管內(nèi)的滴液嘴將混合藥劑滴入樹皮的孔洞內(nèi)，殺死害蟲，該方案能夠針對(duì)性的殺死害蟲。
[0012] 進(jìn)一步，所述第一進(jìn)水盒和所述第二進(jìn)水盒的進(jìn)水口設(shè)置為V型進(jìn)水口。為了讓藥劑或者水更好的流進(jìn)第一進(jìn)水盒和第二進(jìn)水盒。
[0013] 進(jìn)一步，所述輸液管為可活動(dòng)的輸液管，所述輸液管可上下移動(dòng)。當(dāng)檢測(cè)到孔洞內(nèi)的害蟲在上部樹干時(shí)，移動(dòng)輸液管道樹干，對(duì)樹干上的孔洞內(nèi)的害蟲殺死，該方案操作方便，而且還能對(duì)樹干的害蟲進(jìn)行針對(duì)性的清除。
[0014] 進(jìn)一步，所述輸液管下方設(shè)置有第一擋板和第二擋板，所述第一擋板和所述第二擋板相互平行。第一擋板和第二擋板是為了支撐第一進(jìn)水盒和第二進(jìn)水盒。
[0015] 進(jìn)一步，所述第一進(jìn)水盒和第二進(jìn)水盒可拆卸。為了方便拆卸清洗。附圖說明
[0016] 圖1是本發(fā)明樹木檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明樹木檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)施例的框架圖。

具體實(shí)施方式

[0017] 下面通過具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：說明書附圖中的附圖標(biāo)記包括：上部樹干1、第一進(jìn)水盒2、第二進(jìn)水盒3、第一擋板4、滴液嘴5、輸液管6、第二擋板7、聲表面波裝置8、中部樹干9、激光測(cè)距傳感器10、下部樹干11、微處理器12。
[0018] 本實(shí)施例如圖1所示，一種樹木檢測(cè)系統(tǒng)，包括聲表面波裝置8和激光測(cè)距傳感器10，激光測(cè)距傳感器10和聲表面波裝置8上分別設(shè)有用于與微處理器12電連接的數(shù)據(jù)接口，聲表面波裝置8和激光測(cè)距傳感器10分布在中部樹干9的下端，且通過導(dǎo)線連接下部樹干11上的微處理器12，在下部樹干11上設(shè)置有一個(gè)小孔，將微處理器12放置在小孔內(nèi)，且聲表面波裝置8、激光測(cè)距傳感器10、微處理器12和導(dǎo)線使用塑料包裹。在中部樹干9上部的外側(cè)設(shè)置有輸液管6，輸液管6為活動(dòng)管，輸液管6上設(shè)置有滴液嘴5，滴液嘴5插入中部樹干9外的樹皮上，滴液嘴5與中部樹干為可拆卸，輸液管6兩側(cè)設(shè)置有第一進(jìn)水盒2和第二進(jìn)水盒3，第一進(jìn)水盒2和第二進(jìn)水盒3分別與輸液管6相連通，在第一進(jìn)水盒2和第二進(jìn)水盒3上部設(shè)置為V型，在輸液管6的下方設(shè)置有第一擋板4和第二擋板7，第一擋板4和第二擋板7相平行，第一擋板4和第二擋板7固定在樹干的外側(cè)。
[0019] 聲表面波裝置8包括計(jì)數(shù)器、振蕩器和聲表面波諧振器；振蕩器和聲表面波諧振器構(gòu)成振蕩回路，計(jì)數(shù)器與振蕩回路中的振蕩器電連接，計(jì)數(shù)器上設(shè)有用于與微處理器12電連接的數(shù)據(jù)接口，聲表面波諧振器通過導(dǎo)線與兩個(gè)電極電連接，激光測(cè)距傳感器10設(shè)于一個(gè)電極與導(dǎo)線的連接處。
[0020] 預(yù)先在微處理器12中設(shè)定隨機(jī)共振系統(tǒng)模型，該隨機(jī)共振系統(tǒng)模型為現(xiàn)有的隨機(jī)共振系統(tǒng)模型，采用的是dx/dt=-3dV(x)/dx+AI(t)+12Dξ(t)，其中，V(x)為非線性對(duì)稱勢(shì)函數(shù)，ξ(t)為高斯白噪聲，A是輸入信號(hào)強(qiáng)度，D是噪聲強(qiáng)度，t是布朗運(yùn)?動(dòng)粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間，x是粒子運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)。
[0021] 聲表面波裝置8安裝在中部樹干9與下部樹干11之間，并對(duì)樹干內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)，得到信號(hào)I(t)，將頻率信號(hào)I(t)輸入隨機(jī)共振系統(tǒng)模型中，使隨機(jī)共振系統(tǒng)模型發(fā)生共振；隨機(jī)共振系統(tǒng)模型的輸出信噪比曲線，得到信噪比曲線的信噪比谷值。
[0022] 對(duì)該樹干內(nèi)部重復(fù)檢測(cè)120次，得到120個(gè)信噪比谷值的絕對(duì)值，將信噪比谷值的絕對(duì)值取平均，并同時(shí)測(cè)量該樹干的孔洞的尺寸及檢測(cè)位置的樹干直徑尺寸，從而得到與AI之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0023] 如圖2所示的檢測(cè)方法包括如下步驟：步驟100，選取中部樹干9的頂部為測(cè)量起始端，上部樹干1為測(cè)量終止端；啟動(dòng)聲表面波裝置8和激光測(cè)距傳感器10分別設(shè)置在下部樹干11的兩側(cè)；聲波對(duì)樹干內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)，得到反射聲波信號(hào)一；
步驟200，將脈沖錘敲擊下部樹干11外周面，樹干內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力波，聲表面波裝置8將檢測(cè)到應(yīng)力波輸入到微處理器12內(nèi)，得到信號(hào)二，微處理器12計(jì)算信號(hào)一和信號(hào)二的平均信號(hào)，得到平均波信號(hào)；
步驟300，在平均波信號(hào)中，提取一個(gè)完整頻率沖信號(hào)I(t)，將0至100ms內(nèi)的所述頻率信號(hào)I(t)輸入隨機(jī)共振系統(tǒng)模型中，使隨機(jī)共振系統(tǒng)模型發(fā)生共振；微處理器12利用信噪比計(jì)算公式計(jì)算輸出信噪比；
步驟400，隨機(jī)共振系統(tǒng)模型的輸出信噪比曲線，得到信噪比曲線的信噪比谷值，并將信噪比谷值的絕對(duì)值作為信噪比特征值F；
步驟500，當(dāng)微處理器12做出大樹的樹干中的孔洞為AI所對(duì)應(yīng)的的取值范圍的判斷；
步驟600，當(dāng)測(cè)量位置距離終止端＞1厘米時(shí)，將脈沖錘從樹干的外周面上取下，將脈沖錘逐漸向終止端移動(dòng)；聲表面波裝置8對(duì)樹干內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)，得到反射波信號(hào)一；
將脈沖錘沿下部樹干11的外周面順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度并固定；脈沖錘敲擊下部樹干11外周面，樹干內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力波，聲表面波裝置8將檢測(cè)到應(yīng)力波輸入到微處理器12內(nèi)，得到信號(hào)二，微處理器12計(jì)算信號(hào)一和信號(hào)二的平均信號(hào)，得到平均波信號(hào)，返回步驟300，進(jìn)而得到信噪比，該信噪比大于信噪比特征值F時(shí)，判斷該位置有孔洞；該信噪比小雨信噪比特征值F時(shí)，判斷該位置沒有孔洞；
步驟700，測(cè)量孔洞的壁厚：
步驟701，聲表面波諧振器的兩個(gè)電極固定到起始端的樹干的外周面上，兩個(gè)電極沿樹干的圓周方向相距2毫米；
步驟702，?沿樹干的圓周方向移動(dòng)聲表面波諧振器的兩個(gè)電極，兩個(gè)電極固定在大樹外周面，電極的固定位置分別為樹干外周面右側(cè)、左?側(cè)、前側(cè)和后側(cè)；
步驟703，將激光測(cè)距傳感器10檢測(cè)的電極與終止端之間的距離值存儲(chǔ)在微處理器12中；
步驟704，逐漸將聲表面波諧振器的兩個(gè)電極由起始端至終止端移動(dòng)，重復(fù)步驟702進(jìn)行檢測(cè)；
步驟705，預(yù)先對(duì)樹干的外周面進(jìn)行測(cè)量，得到樹干的外周面上的點(diǎn)的坐標(biāo)，根據(jù)樹干的外?周面的點(diǎn)的坐標(biāo)、電極與大樹末端之間的距離值，微處理器12建立樹干及樹干中被蟲挖過的孔洞的三維模型。
[0024] 事先在第一進(jìn)水盒2和第二進(jìn)水盒3內(nèi)分別增加藥劑和水，根據(jù)此三維模型，移動(dòng)輸液管6，將輸液管6上的輸液口再次插入樹皮，水與藥劑的混合物從滴液嘴5流出，流入到孔洞內(nèi)，針對(duì)性的殺死害蟲。
[0025] 以上所述的僅是本發(fā)明的實(shí)施例，方案中公知的具體結(jié)構(gòu)及特性等常識(shí)在此未作過多描述。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍，這些都不會(huì)影響本發(fā)明實(shí)施的效果和專利的實(shí)用性。本申請(qǐng)要求的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以其權(quán)利要求的內(nèi)容為準(zhǔn)，說明書中的具體實(shí)施方式等記載可以用于解釋權(quán)利要求的內(nèi)容。
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