一种林下可燃物湿度的测量方法及系统与流程

本发明涉及一种湿度的测量方法及系统，特别涉及一种林下可燃物湿度的测量方法及系统。

背景技术：

现有对火险等级的预报方法主要采用实况相关气象因子结合历史资料判断法和实况相关气象因子结合可燃物湿度判断法；其中气象因子结合可燃物湿度判断法的准确性较高，也是国际通用的方法。这是因为森林可燃物是发生森林火灾的物质基础，气象条件是引发森林火灾的外部条件，而林中易燃可燃物是森林火灾的引火物，所以森林可燃物的含水率是决定了林火发生和蔓延的重要指标，因此掌握森林可燃物的含水率的状况，对于森林火灾的预警及防火有着重要的意义。

目前气象因子结合可燃物湿度判断法的难点是可燃物湿度测量困难，只能利用绝干法进行测量，费时、效率低。

技术实现要素：

针对上述不足，本发明提供一种操作简单、节省人力和实时测量的林下可燃物湿度的测量方法及系统。

本发明的一种林下可燃物湿度的测量方法，所述方法包括：

将木质传感器放在待测林下可燃物所处环境中，保持设定时间；所述木质传感器由待测林下可燃物材质制成；

根据木质传感器的电阻变化，获取木质传感器的湿度值。

优选的是，所述方法还包括：

根据误差数据库，结合木质传感器所处环境中的温湿度及待测林下可燃物物种，确定待测林下可燃物对应的湿度误差；

根据确定误差，修正木质传感器的湿度值。

优选的是，所述湿度误差为：

针对待测林下可燃物的物种，在相应温度和湿度下，利用所述测量方法获取的湿度与实际湿度的测量误差。

一种林下可燃物湿度的测量系统，所述测量系统包括测量装置和处理器；

所述测量装置包括木质传感器、电阻测量电路、电压变送器和模数转换电路；

所述木质传感器由待测林下可燃物材质制成；

木质传感器，用于感应所处环境的湿度，进而产生电阻变化；

电阻测量电路，用于测量木质传感器的电阻变化；

电压变送器，用于将电阻变化转换成模拟电压信号；

模数转换电路，用于将模拟电压信号转换成数字电压信号；

处理器，用于将数字信号转换成木质传感器的湿度值，获得待测林下可燃物的湿度。

优选的是，所述测量系统还包括误差数据库，

处理器，还用于利用误差数据库中对应的湿度误差对木质传感器的湿度值进行修正。

优选的是，所述湿度误差为：

针对待测林下可燃物的物种，在相应温度和湿度下，利用所述测量方法获取的湿度与实际湿度的测量误差。

优选的是，所述测量装置还包括无线发送终端，所述无线发送终端将模数转换电路的数字信号发送至处理器。

优选的是，所述测量系统包括多个测量装置；

所述多个测量装置分布在待测地区内；

所述处理器，还用于分别处理多个测量装置的数字信号，获取多个待测林下可燃物的湿度，求取个待测林下可燃物的湿度的平均值。

优选的是，在所述木质传感器的端部，设有两个延长度方向且相互平行的通孔。

本发明的有益效果在于，本发明采用电子测量的方式，虽然这种测量方法在精度上不如绝干法准确，但误差在允许范围内，其优点是：具有操作简便，只需要将木质传感器放置在需要测量的地点即可，不用每测一次采样一次，在范围较大的地区尤其节省人力，提高测量效率。实时测量，可以随时通过无线通信的方式了解各个检测点的可燃物含水率的情况，节省了绝干法必须等待绝干的时间。便于同气象站连接，可以利用目前的气象站资源，布成网络，节省资源。

附图说明

图1为本发明一种林下可燃物湿度的测量系统的原理示意图。

图2为本发明另一种林下可燃物湿度的测量系统的原理示意图。

图3为本发明的木质传感器的结构示意图。

图4为图3的纵向剖面图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

在一定的温度、湿度下林下可燃物与空气中的水分存在着吸湿平衡，即在一定的温度和湿度的环境下，可燃物的湿度值后会稳定不变，只有环境温度和湿度改变后，林下可燃物湿度的含水率才会改变，并达到一个新的平衡。

本实施方式的一种林下可燃物湿度的测量方法，包括：

将木质传感器放在待测林下可燃物所处环境中，保持设定时间，处于野外环境的木质传感器受环境的影响，木质传感器本身的湿度同环境达到一个平衡值；

本实施方式的木质传感器由待测林下可燃物材质制成；

由于木质传感器湿度的变化，引起其电阻率的变化，木质传感器的电阻率变化反应了含水率的变化，根据木质传感器的电阻变化，获取木质传感器的湿度值。

本实施方式间接测量林下可燃物的湿度，与绝干法相比，效率高，具有实时性。

优选实施例中，本实施方式的方法还包括：

根据误差数据库，结合木质传感器所处环境中的温湿度及待测林下可燃物物种，确定待测林下可燃物对应的湿度误差；

根据确定误差，修正木质传感器的湿度值。

既然是间接测量，应该会存在误差，本实施方式对木质传感器的湿度进行修正，修正后的测量精度更高。

优选实施例中，本实施方式的湿度误差为：

针对待测林下可燃物的物种，在相应温度和湿度下，利用所述测量方法获取的湿度与实际湿度的测量误差。

本实施方式的误差数据库存储着针对不同林下可燃物物种，在不同的湿度和温度下，利用本实施方式的测量方法获取的湿度与实际湿度的测量误差；

实际湿度是通过现有的绝干法获得的，对待测林下物种烘干，24小时后测量，根据减少的水分，获取实际湿度值。

本实施方式的一种林下可燃物湿度的测量系统，如图1所示，包括测量装置和处理器；

测量装置包括木质传感器、电阻测量电路、电压变送器和模数转换电路

木质传感器由待测林下可燃物材质制成；

木质传感器，用于感应所处环境的湿度，进而产生电阻变化；

电阻测量电路，用于测量木质传感器的电阻变化；

电压变送器，用于将电阻变化转换成模拟电压信号；

模数转换电路，用于将模拟电压信号转换成数字电压信号；

处理器，用于将数字信号转换成木质传感器的湿度值，获得待测林下可燃物的湿度。

本实施方式给出测量木质传感器电阻变化的具体结构。

优选实施例中，测量系统还包括误差数据库，

处理器，还用于利用误差数据库中对应的湿度误差对木质传感器的湿度值进行修正。

优选实施例中，湿度误差为：

针对待测林下可燃物的物种，在相应温度和湿度下，利用所述测量方法获取的湿度与实际湿度的测量误差。

优选实施例中，本实施方式的测量装置还包括无线发送终端，无线发送终端将模数转换电路的数字信号发送至处理器。

本实施方式用于将测量装置设置在待测林区，而通过无线通信的方式将测量数据发送至位于数据中心的处理器，适用于待测林区较偏远。

优选实施例中，如图2所示，测量系统包括多个测量装置；

多个测量装置分布在待测林区内；

处理器，还用于分别处理多个测量装置的数字信号，获取多个待测林下可燃物的湿度，求取个待测林下可燃物的湿度的平均值。根据这些林下可然物的湿度及分布位置，可知这一林区可燃物湿度的分布情况，结合平均值，也可看出这一林区可燃物湿度的总体情况。

优选实施例中，如图3和图4所示，在所述木质传感器的端部，设有两个延长度方向且相互平行的凹槽。

本实施方式的木质传感器为棒体，设置的凹槽用于方便周围环境湿度的渗入，提高测量精度。

实施例1：

本实施例为一个湿度检测站，用于监测林下红松的湿度，具体过程为：

1、本实施例中的木质传感器采用红松材料制成棒状的测棒，将测棒放在待测环境中，至少放置4小时的时间，使测棒本身的湿度同周围环境达到一个平衡值。

2、利用测量装置测量测棒的电阻变化，并转换成数字信号：利用电阻测量电路测出电阻变化，电压变送器将电阻变化转换成一个0至5v之间的电压。由模数转化电路把该电压变成数字信号；

3、处理器将数字信号转换为湿度值。

4、利用误差数据库中的相应误差对湿度值进行修正。

实施例2：

本实施例为湿度检测系统，包括多个检测站；

1、在待测林区的多个地点设置多个检测站。

2、本实施例中的木质传感器采用红松材料制成棒状的测棒，将测棒放在待测环境中，至少放置4小时时间，使测棒本身的湿度同周围环境达到一个平衡值；

3、利用各检测站的测量装置测量相应测棒的电阻变化，并转换成数字信号：利用电阻测量电路测出电阻变化，电压变送器将电阻变化转换成一个0至5v之间的电压。由模数转化电路把该电压变成数字信号，利用无线发送终端将数字信号发送至数据中心的处理器；

数据中心的处理器接收到数字信号后，计算出测棒的湿度，查找测棒所处环境的温度、湿度以及红松对应的误差，利用该误差对计算出的测棒的湿度进行修正。

4、获得多个检测站对应的湿度值，可得到这一林区区红松湿度的大致分布情况和平均值，估算出红松湿度的总体情况。