三频双斜探头超声植物茎干成分检测装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种三频双斜探头超声植物茎干成分检测装置，具体涉及一种利用超声检测植物茎干成分的装置，属植物监测【技术领域】。该检测装置由弓形腔体(1)，置于弓形腔体(1)上端的超声三频斜发射探头(2)，置于弓形腔体(1)下端的超声三频斜接收探头(3)、及位于弓形腔体(1)内带数据输出接口(4)的前置处理电路板腔(5)组成；其中，超声三频斜发射探头(2)和超声三频斜接收探头(3)分别由倾斜角度为6°的厚度不同的三片矩形压电晶体构成。本发明具有结构简单、操作方便、无损安全的植物茎干成分差异检测优点。
【专利说明】三频双斜探头超声植物茎干成分检测装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种三频双斜探头超声植物茎干成分检测装置，具体涉及一种利用超 声检测植物茎干成分的装置，属植物监测【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 植物茎干是植物传输水分及有机物的通道，茎干成分的检测反映植物生长状况。 植物茎干具有非均匀的特性，同时由于植物茎干受生长环境的影响，茎干会形成空心，空 穴，裂痕等多种不同类型缺陷。目前常用的植物茎干检测方法有：水力学测定方法，解剖法， 同步辐射X射线成像和目测法。上述方法存在以下不足：1、因水力学测定和解剖法需对检 测植物取样，此类检测方法造成对植物体的损伤；2、X射线成像方法存在因操作不慎给检 测人员造成身体损伤的风险；3、目测法需要检测人员具备目测植物茎干，分析其成分的专 业知识；4、检测设备不能满足植物茎干缺陷多样化的检测要求；5、检测设备不易携带，不 能满足现场检测的需求。国内外植物茎干成分检测在以下方面有较大改进：1、优化检测方 案，减少植物茎干取样次数与数量；2、培养专业检测人员，提高检测质量与安全性；3、组合 现有检测方法，提供多特性的植物茎干缺陷检测需求。然而，目前检测设备仍然不能完全满 足无损的，安全的，具有多样化缺陷检测功能，活体立木植物茎干成分现场检测的需求。
[0003] 经文献检索，未发现与本发明技术方案相同的植物茎干成分检测装置的有关公开 报道。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有植物茎干成分检测装置存在的不足，提出一种三频双 斜探头超声植物茎干成分检测装置，其结构示意图如图1所示。
[0005] 本发明的三频双斜探头超声植物茎干成分检测装置，由弓形腔体（1)，置于弓形 腔体（1)上端的超声三频斜发射探头（2)，置于弓形腔体（1)下端的超声三频斜接收探头 (3)、及位于弓形腔体（1)内带数据输出接口（4)的前置处理电路板腔（5)组成；其中，超声 三频斜发射探头（2)和超声三频斜接收探头（3)分别由倾斜角度为6°的厚度不同的三片 矩形压电晶体构成。位于前置处理电路板腔（5)内的前置处理电路板，用于预处理由超声 三频斜接收探头（3)接收到的三频回波检测信号。预处理后的三频回波检测信号由数据输 出接口（4)外接超声处理和显示设备。
[0006] 检测时：立握弓形腔体（1)，与活体立木茎干纵向方向一致，使涂有充分耦合剂的 超声三频斜发射探头（2)和超声三频斜接收探头（3)与待测位置处的植物茎干充分耦合； 超声三频斜发射探头（2)经厚度不同的三片矩形压电晶体分别产生三个不同频率的超声 发射波，以6°的倾角入射待检测树干；超声三频斜接收探头（3)接收因植物茎干缺陷和成 分不同而形成差异化的三个不同频率的植物茎干回波检测信号；三频回波检测信号经位于 前置处理电路板腔（5)内的前置处理电路板预处理，处理结果由数据输出接口（4)外接超 声信号处理和显示设备。
[0007] 本发明所用器件为市场购买。
[0008] 本发明具有结构简单、操作方便、无损安全的植物茎干成分差异检测优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】：
[0010] 本发明的三频双斜探头超声植物茎干成分检测装置由弓形腔体1，置于弓形腔体 1上端的超声三频斜发射探头2,置于弓形腔体1下端的超声三频斜接收探头3、及位于弓形 腔体1内带数据输出接口 4的前置处理电路板腔5组成；其中，超声三频斜发射探头2和超 声三频斜接收探头3分别由倾斜角度为6°的厚度不同的三片矩形压电晶体构成。位于带 数据输出接口 4的前置处理电路板腔5内的前置处理电路板，用于预处理由超声三频斜接 收探头3接收到的三频回波检测信号。预处理后的三频回波检测信号由数据输出接口 4外 接超声处理和显示设备。
[0011] 本装置用于植物茎干成分的检测步骤：
[0012] 实施例以活体立木树干检测为例。
[0013] 1、立握弓形腔体1，与活体立木茎干纵向方向一致，使涂有充分耦合剂的超声三频 斜发射探头2和超声三频斜接收探头3与待测位置处的植物茎干充分耦合；
[0014] 2、超声三频斜发射探头2通过厚度不同的三个矩形压电晶体分别产生三 个不同频率超声发射信号以6°度的倾角入射待检测植物树干，其信号频率分别为： 乂 :，，Λ q为在植物树干中的纵波声速,112,13为三个矩形压电晶 体厚度；
[0015] 3、超声三频斜接收探头3接收因树干自身存在的空心、空穴、裂痕等缺陷和成分 不同而形成的三个不同频率的差异化树干回波检测信号Xi (tfl)，X2 (tf2)，X3 (tf3)，tfl, tf2, tf3 为探头3接收到三个不同频率的差异化树干回波检测信号的时刻；
[0016] 4、位于前置处理电路板腔5内的前置处理电路板对三频差异化树干回波检测信 号进行预处理后，处理结果由数据输出接口 4外接超声信号处理设 备。
【权利要求】
1. 一种三频双斜探头超声植物茎干成分检测装置，其特征在于该装置由弓形腔体 (1)，置于弓形腔体（1)上端的超声三频斜发射探头（2)，置于弓形腔体（1)下端的超声三频 斜接收探头（3)、及位于弓形腔体（1)内带数据输出接口（4)的前置处理电路板腔（5)组 成；其中，超声三频斜发射探头（2)和超声三频斜接收探头（3)分别由倾斜角度为6°的厚 度不同的三片矩形压电晶体构成。
【文档编号】G01N29/14GK104062360SQ201410330756
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年7月11日 优先权日:2014年7月11日
【发明者】吕丹桔, 张榆锋, 陈建华, 张钦虎, 李宝磊, 高莲, 施心陵 申请人:云南大学