专利名称：一种具有原位测量功能的水势仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及树木叶片水势仪领域，特别是涉及一种具有原位测量功能的水势仪。
背景技术：
植物水势是表征植物水分生理生态特性的重要指标之一，准确测定叶片水势是深入研究SPAC中水分运动规律及其影响机制、并进一步发展节水农林业的重要工作基础。我国长期以来测定树木叶片时，所采用的技术主要还是传统的离体技术，相关仪器设备主要包括基于压力室法的ZLZ-4(兰州大学生物系生产)等。离体技术所测定叶片水势，对测量对象的外形、硬度有一定的要求，根或幼嫩枝枝条、叶片等软组织难以被测量，手续繁琐、效率低，且测量过程中水分散失过多，其测定的结果“脱离” 了实际小气候环境，可靠性较差， 不是完全真实的数据。

实用新型内容为了克服上述问题，本实用新型提供一种具有原位测量功能的水势仪。包括传感器，该传感器为热电偶型；数据处理控制系统，该数据控制系统对参数的来源、数据储存、采样模式、传感线系数进行设置，并对所采集的数据进行处理；数据显示系统，该数据显示系统实时显示仪器工作进程和测量结果；数据存储系统，该存储系统包括内置存储器和外接 SD卡接口，实时存储数据处理控制系统处理后的数据；数据传输系统，该数据传输系统，将处理后的数据由存储系统输出。数据控制系统与传感器、存储系统、显示系统和数据传输系统相连接，传感器获得的数据信号经过调整与采集后到达MCU微机系统，经过处理后在LCD 屏上显示，并存储至存储系统中，通过传输系统将数据输出。相对于现有离体技术水势测定仪，本实用新型水势测定仪能准确、灵敏地用于树木不同部位叶片水势和渗透势的测定，所需样品量极少，且受外界环境条件影响较小，测定准确度相对较高，适于野外测定研究。


图1-1表示水势仪的基本结构和工作原理，图1-2和表示该水势仪的扫描方式，图1-3表示该水势仪的数据取样的方式。
具体实施方式
如附图1-1所示，本实用新型的水势仪包括传感器，该传感器为热电偶型，具有8 个通道；数据处理控制系统，该数据控制系统对参数的来源、数据储存、采样模式、传感线系数进行设置，同时对所采集的数据进行处理；数据显示系统，该数据显示系统可以实时显示仪器工作进程和测量结果；数据存储系统，该存储系统包括内置存储器和外接SD卡接口，可以实时存贮数据处理控制系统处理后的数据；数据传输系统，该数据传输系统包括1 个RS-232接口，1个USB接口，1个蓝牙接口，可以将处理后的数据由存储系统输出。测量时，首先利用数据控制系统对参数的来源、数据储存、采样模式、传感线系数
3进行设置，然后控制系统给热电偶施加8毫安的反向电流，使样品室内的热也偶结点降温 (Peltier效应)，当结点温度降至露点温度以下时，将有少量液态水凝结在结点表面，此时切断反向电流，开始时，结点温度因热交换平衡而很快上升；随后，则因表面水分蒸发带走热量，而使其温度保持在露点温度，呈现短时间的稳衡状态；待结点表面水分蒸发完毕后， 其温度将再次上升，直至恢复到环境温度。对于单个传感器，该水势仪的扫描方式及数据取样的方式如附图1-2、附图1-3， 先冷却一段时间，之后进入测量阶段；测量阶段先经过一段延时，然后进入读数时间，将测量阶段平均分成50个数据点，最后得出的水势的值(MPa)即为读数时间内所包含的所有数据点的平均值；若选择保存所有数据，则除了存储水势值外，同时也将这50个数据点的电压值全部保存下来。对于多个传感器，先完成第一个传感器的扫描，继而完成第二个传感器的扫描，按顺序依次完成各个传感器的扫描，直至最后一个传感器。例如测量单个传感器，设定冷却时间=15秒、测量时间=20秒、延时=5秒、读数时间=6秒，参照以上的示意图，1)开始扫描(A点)2)冷却15秒(A点 B点)3)测量时间为20秒(B点 E点)，在测量时间内共有50个读数，每个读数的时间间隔为0. 4秒QO秒+50 = 0. 4秒)4)冷却电流切断后，经过5秒的延时(B点 C点)；测量阶段包括该延时阶段。5)延时5秒后，进入6秒的读数阶段(C点 D点)，由于每个读数的时间间隔为 0.4秒，故6秒的读数时间共有15个读数(6秒+0.4秒=15)；扫描结束后(E点)，将这 15个数的平均值保存下来，即为水势值。6)保存下来的数据包括水势仪的序列号、日期、时间、电压值、水势值。7)若存储方式选择“全部数据”，则下载的数据除了水势值的数据外，同时也将测量阶段内的50个读数(电压值)保存下来。8)对于该例子，完成一次扫描的总时间=冷却时间(15秒)+测量时间(20秒)+ 其他时间(数据处理+校准+存储，约25秒)=60秒；对于多个传感器，如8个传感器，则完成一次循环需要8分钟的时间；故设定存储间隔时，一定要注意完成一次循环所需的总时间，所设定的存储间隔要大于完成一次循环所需的总时间。
权利要求1.一种具有原位测量功能的水势仪，其特征在于该水势仪包括传感器，该传感器为热电偶型；数据处理控制系统，该数据控制系统对参数的来源、数据储存、采样模式、传感线系数进行设置，并对所采集的数据进行处理；数据显示系统，该数据显示系统实时显示仪器工作进程和测量结果；数据存储系统，该存储系统包括内置存储器和外接SD卡接口，实时存储数据处理控制系统处理后的数据；数据传输系统，该数据传输系统，将处理后的数据由存储系统输出，数据控制系统与传感器、存储系统、显示系统和数据传输系统相连接，传感器获得的数据信号经过调整与采集后到达MCU微机系统，经过处理后在IXD屏上显示，并存储至存储系统中，通过传输系统将数据输出。
2.根据权利要求1所述的水势仪，其特征是所述传感器具有8个通道。
3.根据权利要求1所述的水势仪，其特征是该数据传输系统包括1个RS-232接口、1 个USB接口、1个蓝牙接口。
专利摘要本实用新型涉及一种具有原位测量功能的水势仪，包括传感器、数据处理控制系统、数据显示系统、数据存储系统、数据传输系统。能准确、灵敏地用于树木不同部位叶片水势和渗透势的测定，所需样品量极少，且受外界环境条件影响较小，测定准确度相对较高，适于野外测定研究。
文档编号G01N25/68GK202075256SQ201120052489
公开日2011年12月14日 申请日期2011年3月2日 优先权日2011年3月2日
发明者同小娟, 周志勇, 孙建新, 施生锦, 董玲玲, 郑宁 申请人:北京林业大学