专利名称：树木年轮与材质探测分析仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及树木年轮分析装置，具体是一种树木年轮与材质探测分析仪。
背景技术：
树轮年代学(Dendrochronology)，也叫树轮定年(Tree-ring Dating)，是对树木 年轮年代序列的研究。科学的树轮年代学是美国的天文学者道格拉斯(Douglass)博士于二 十世纪初研究建立起来的。树木年轮是自然界的信息库。树木年轮的研究对于定年、自然界 气候、水文、污染、地震、地质、医学等历史信息的重建，及对未来自然界气候、水文、i也 震等方面的预测起着至关重要的作用。树木年轮所含有的信息使用其他方法所不能获取的。
随着科学技术的发展，对树木材质的探测分析巳发展到较高的水平。如德国生产的 "RESIST0GRAPH树木针測仪"，通过电脑控制电子传感器的钻刺针，测量木材或树木的钻入 阻抗，利用软件分析树木的内部结构如腐烂或空洞情况、材质状况、生长状况。它应用于行 道树、公园古树和森林、危险树木的侦测、树木或木材腐败和木质缺陷的发现、树木年生长 率的测量、树木或木材的木质评价、木制建筑、立柱等状态检测。另外德国生产的"PiCUS Treetronic②树木断层画像诊断装置"，该装置的检测原理基于健康及受损树木对声音不同的 传导特性。通过整合每次测量所得的传播速度，就可以得出整个树干横截面的声音，传到PICUS 的分析程序将树干横截面不同的声音特性以不同的颜色表示出来。而通过辨别不同的颜色就 能得出树木是否健康。"RESISTOGRAPH树木针測仪"和"PiCUS Treetronic⑧树木断层画像诊 断装置"能够探测树木的材质状况，但不能探测树木的年轮。
目前国内对树木年轮的探测常用的方法是通过树木的砍伐，或者用生长锥取样。用生长 锥进行树木的研究，相对来说比较准确，但进行大区域树木的统计性研究，不仅人力物力需 要量较大，且使用生长锥有诸多不便之处。如生长锥的直径较大，对树木的损害较大。对直 径较大的树木，用人力旋转钻入有困难。尤其对古树木，较大的损害是不允许的。用树木砍 伐和生长锥获取年轮信息，尤其对古树木年轮的探测受到了很大的限制。这也在很大程度上 限制了古树木年轮信息的获取，限制了对古时期的年轮信息重建。古树年轮信息要比现代树 木年轮信息重要得多。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种树木年轮与材质探测分析仪，不仅能探测分析树木的材质， 而且能探测树木的年轮，准确确定树木的年龄。本实用新型是通过如下技术方案实现的 一种树木年轮与材质探测分析仪，包括用于刺 入树木内由钻头和.驱动钻头的直流电动机组成的钻机，推动钻机前进的推进螺杆；在直流电 机和推进螺杆间装有将年轮信号转换成模拟电信号的年轮信号转换器、年轮信号转换器用连 杆与直流电动机连接；上述各部件安装在导槽上组成探测器；还包括将模拟信号转换成数字 信号的A/D转换器和处理、显示、储存和打印终端；A/D转换器通过信号输出线与处理、显 示、储存和打印终端连接。
工作原理是根据各年轮线的硬度不同且大于其他部位的硬度的特点，钻头刺入树内的 各年轮线的阻力不同获取各年轮的机械信号，通过年轮信号转换器将年轮的机械信号转换成 模拟电信号，通过A/D转换器，将含有年轮的模拟信号转换为数字信号，用微机作终端对年 轮信号进行处理、储存、显示、打印。
本实用新型的有益效果是结构简单，使用方便，为便于野外作业。能方便的探测分析 树木的材质，探测树木的年轮，准确确定树木的年龄。
图1是本实用新型的原理框图； .图2是本实用新型的结构示意图； 图3是年轮信号转换器结构示意图。
图中1、钻头，2、钻头随动保护卡，3、直流电动机，4、推进螺杆，5、连杆，6、年 轮信号转换器，7、推进螺母，8、信号输出线；9、导向槽，6-2、端盖；6-3、固定螺栓；6-4、 推力弹簧，6-5、壳体，6-6、压电器件。
具体实施方式
如图1、图2所示，树木年轮与材质探测分析仪包括用于刺入树木内由钻头1和驱动钻 头的直流电动机3组成的钻机，推动钻机前进的推进螺杆4;钻头选用1.5mm微型钻头，因 为如钻头的直径较大，对树木的损害大。为消除手推进造成的树的反作用力对电动机转矩及 对钻头的反作用影响，直流电动机3选用双向转动直流电机，便于钻头的前进和退出；在直 流电动机3和推进螺杆4间装有年轮信号转换器6、年轮信号转换器用连杆与直流电动机连 接；上述各部件均安装在导向槽9上端面的凹槽内组成探测器；年轮信号转换器6输出的模 拟信号经A/D转换器转换成数字信号送微机终端处理、显示、储存和打印；A/D转换器可以 单独设置，也可以在微机内设置。在导向槽9的前部设有防止钻头摆动的环形钻头随动保护 卡2。在导向槽9的后部设有用于定位推进螺杆4的推进螺母7。钻机、年轮信号转换器在推 进螺杆的推动下沿导向槽9上端面的凹槽前进或后退。
4如图3所示，连杆5是Y (内三角形)形，信号转换器6包括壳体6-5，连杆5通过端 盖6-2—端嵌装在壳体内，在连杆的槽内装有推力弹簧6-4，推力弹簧的另一端顶在推进螺 杆4上，在推进螺杆的周围装有环形压电器件6-6。当钻头遇到年轮硬层时，钻进速度减慢。 由于推进螺杆的前进速度是匀速的，推力弹簧将会被压縮，压电器件受到压力，产生带有年 轮信息的压电信号。
权利要求1、一种树木年轮与材质探测分析仪，其特征是，包括用于刺入树木内由钻头(1)和驱动钻头的直流电动机(3)组成的钻机，推动钻机前进的推进螺杆(4)；在直流电动机(3)和推进螺杆(4)间装有将年轮信号转换成模拟电信号的年轮信号转换器(6)、年轮信号转换器(6)用连杆(5)与直流电动机(3)连接；上述各部件安装在导槽(9)上组成探测器；还包括将模拟信号转换成数字信号的A/D转换器和显示储存打印终端；A/D转换器通过信号输出引线与显示储存打印终端连接。
2、根据权利要求1所述的树木年轮与材质探测分析仪，其特征是，年轮信号转换器(6) 包括壳体(6-5)和Y形连杆(6-1)，在壳体内的一端装有Y形连杆(6-1)， Y形连杆通过端 盖(6-2) —端嵌装在壳体内，另一端伸出端盖外，在Y形连杆的槽内装有推力弹簧(6-4)， 推力弹簧的另一端顶在推进螺杆(4)上，在推进螺杆的两侧装有压电器件(6-6)。
3、 根据权利要求1所述的树木年轮与材质探测分析仪，其特征是直流电动机(3)是双 向转动直流电动机。
4、 根据权利要求1所述的树木年轮与材质探测分析仪，其特征是钻头的直径为1.5mm。
专利摘要本实用新型公开了一种树木年轮与材质探测分析仪，属树木年轮分析装置。包括用于刺入树木的钻机，推动钻机前进的推进螺杆；在直流电机和推进螺杆间装有将年轮信号转换成模拟电信号的年轮信号转换器、年轮信号转换器用连杆与直流电动机连接；上述各部件安装在导槽上组成探测器；还包括将模拟信号转换成数字信号的A/D转换器和处理、显示、储存和打印终端；A/D转换器通过信号输出线与处理、显示、储存和打印终端连接。本实用新型的有益效果是结构简单，使用方便，为便于野外作业。能方便的探测分析树木的材质，探测树木的年轮，准确确定树木的年龄。
文档编号G01N19/00GK201277940SQ20082004004
公开日2009年7月22日 申请日期2008年6月24日 优先权日2008年6月24日
发明者昊 王, 王兆敏 申请人:徐州工程学院