專利名稱：樹木年輪與材質(zhì)探測分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及樹木年輪分析裝置，具體是一種樹木年輪與材質(zhì)探測分析儀。
背景技術(shù)：
樹輪年代學(Dendrochronology)，也叫樹輪定年(Tree-ring Dating)，是對樹木 年輪年代序列的研究。科學的樹輪年代學是美國的天文學者道格拉斯(Douglass)博士于二 十世紀初研究建立起來的。樹木年輪是自然界的信息庫。樹木年輪的研究對于定年、自然界 氣候、水文、污染、地震、地質(zhì)、醫(yī)學等歷史信息的重建，及對未來自然界氣候、水文、i也 震等方面的預(yù)測起著至關(guān)重要的作用。樹木年輪所含有的信息使用其他方法所不能獲取的。
隨著科學技術(shù)的發(fā)展，對樹木材質(zhì)的探測分析巳發(fā)展到較高的水平。如德國生產(chǎn)的 "RESIST0GRAPH樹木針測儀"，通過電腦控制電子傳感器的鉆刺針，測量木材或樹木的鉆入 阻抗，利用軟件分析樹木的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如腐爛或空洞情況、材質(zhì)狀況、生長狀況。它應(yīng)用于行 道樹、公園古樹和森林、危險樹木的偵測、樹木或木材腐敗和木質(zhì)缺陷的發(fā)現(xiàn)、樹木年生長 率的測量、樹木或木材的木質(zhì)評價、木制建筑、立柱等狀態(tài)檢測。另外德國生產(chǎn)的"PiCUS Treetronic②樹木斷層畫像診斷裝置"，該裝置的檢測原理基于健康及受損樹木對聲音不同的 傳導(dǎo)特性。通過整合每次測量所得的傳播速度，就可以得出整個樹干橫截面的聲音，傳到PICUS 的分析程序?qū)涓蓹M截面不同的聲音特性以不同的顏色表示出來。而通過辨別不同的顏色就 能得出樹木是否健康。"RESISTOGRAPH樹木針測儀"和"PiCUS Treetronic⑧樹木斷層畫像診 斷裝置"能夠探測樹木的材質(zhì)狀況，但不能探測樹木的年輪。
目前國內(nèi)對樹木年輪的探測常用的方法是通過樹木的砍伐，或者用生長錐取樣。用生長 錐進行樹木的研究，相對來說比較準確，但進行大區(qū)域樹木的統(tǒng)計性研究，不僅人力物力需 要量較大，且使用生長錐有諸多不便之處。如生長錐的直徑較大，對樹木的損害較大。對直 徑較大的樹木，用人力旋轉(zhuǎn)鉆入有困難。尤其對古樹木，較大的損害是不允許的。用樹木砍 伐和生長錐獲取年輪信息，尤其對古樹木年輪的探測受到了很大的限制。這也在很大程度上 限制了古樹木年輪信息的獲取，限制了對古時期的年輪信息重建。古樹年輪信息要比現(xiàn)代樹 木年輪信息重要得多。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種樹木年輪與材質(zhì)探測分析儀，不僅能探測分析樹木的材質(zhì)， 而且能探測樹木的年輪，準確確定樹木的年齡。本實用新型是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的 一種樹木年輪與材質(zhì)探測分析儀，包括用于刺 入樹木內(nèi)由鉆頭和.驅(qū)動鉆頭的直流電動機組成的鉆機，推動鉆機前進的推進螺桿；在直流電 機和推進螺桿間裝有將年輪信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號的年輪信號轉(zhuǎn)換器、年輪信號轉(zhuǎn)換器用連 桿與直流電動機連接；上述各部件安裝在導(dǎo)槽上組成探測器；還包括將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字 信號的A/D轉(zhuǎn)換器和處理、顯示、儲存和打印終端；A/D轉(zhuǎn)換器通過信號輸出線與處理、顯 示、儲存和打印終端連接。
工作原理是根據(jù)各年輪線的硬度不同且大于其他部位的硬度的特點，鉆頭刺入樹內(nèi)的 各年輪線的阻力不同獲取各年輪的機械信號，通過年輪信號轉(zhuǎn)換器將年輪的機械信號轉(zhuǎn)換成 模擬電信號，通過A/D轉(zhuǎn)換器，將含有年輪的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，用微機作終端對年 輪信號進行處理、儲存、顯示、打印。
本實用新型的有益效果是結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，為便于野外作業(yè)。能方便的探測分析 樹木的材質(zhì)，探測樹木的年輪，準確確定樹木的年齡。


圖1是本實用新型的原理框圖； .圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是年輪信號轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、鉆頭，2、鉆頭隨動保護卡，3、直流電動機，4、推進螺桿，5、連桿，6、年 輪信號轉(zhuǎn)換器，7、推進螺母，8、信號輸出線；9、導(dǎo)向槽，6-2、端蓋；6-3、固定螺栓；6-4、 推力彈簧，6-5、殼體，6-6、壓電器件。
具體實施方式
如圖1、圖2所示，樹木年輪與材質(zhì)探測分析儀包括用于刺入樹木內(nèi)由鉆頭1和驅(qū)動鉆 頭的直流電動機3組成的鉆機，推動鉆機前進的推進螺桿4;鉆頭選用1.5mm微型鉆頭，因 為如鉆頭的直徑較大，對樹木的損害大。為消除手推進造成的樹的反作用力對電動機轉(zhuǎn)矩及 對鉆頭的反作用影響，直流電動機3選用雙向轉(zhuǎn)動直流電機，便于鉆頭的前進和退出；在直 流電動機3和推進螺桿4間裝有年輪信號轉(zhuǎn)換器6、年輪信號轉(zhuǎn)換器用連桿與直流電動機連 接；上述各部件均安裝在導(dǎo)向槽9上端面的凹槽內(nèi)組成探測器；年輪信號轉(zhuǎn)換器6輸出的模 擬信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送微機終端處理、顯示、儲存和打??；A/D轉(zhuǎn)換器可以 單獨設(shè)置，也可以在微機內(nèi)設(shè)置。在導(dǎo)向槽9的前部設(shè)有防止鉆頭擺動的環(huán)形鉆頭隨動保護 卡2。在導(dǎo)向槽9的后部設(shè)有用于定位推進螺桿4的推進螺母7。鉆機、年輪信號轉(zhuǎn)換器在推 進螺桿的推動下沿導(dǎo)向槽9上端面的凹槽前進或后退。
4如圖3所示，連桿5是Y (內(nèi)三角形)形，信號轉(zhuǎn)換器6包括殼體6-5，連桿5通過端 蓋6-2—端嵌裝在殼體內(nèi)，在連桿的槽內(nèi)裝有推力彈簧6-4，推力彈簧的另一端頂在推進螺 桿4上，在推進螺桿的周圍裝有環(huán)形壓電器件6-6。當鉆頭遇到年輪硬層時，鉆進速度減慢。 由于推進螺桿的前進速度是勻速的，推力彈簧將會被壓縮，壓電器件受到壓力，產(chǎn)生帶有年 輪信息的壓電信號。
權(quán)利要求1、一種樹木年輪與材質(zhì)探測分析儀，其特征是，包括用于刺入樹木內(nèi)由鉆頭(1)和驅(qū)動鉆頭的直流電動機(3)組成的鉆機，推動鉆機前進的推進螺桿(4)；在直流電動機(3)和推進螺桿(4)間裝有將年輪信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號的年輪信號轉(zhuǎn)換器(6)、年輪信號轉(zhuǎn)換器(6)用連桿(5)與直流電動機(3)連接；上述各部件安裝在導(dǎo)槽(9)上組成探測器；還包括將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的A/D轉(zhuǎn)換器和顯示儲存打印終端；A/D轉(zhuǎn)換器通過信號輸出引線與顯示儲存打印終端連接。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹木年輪與材質(zhì)探測分析儀，其特征是，年輪信號轉(zhuǎn)換器(6) 包括殼體(6-5)和Y形連桿(6-1)，在殼體內(nèi)的一端裝有Y形連桿(6-1)， Y形連桿通過端 蓋(6-2) —端嵌裝在殼體內(nèi)，另一端伸出端蓋外，在Y形連桿的槽內(nèi)裝有推力彈簧(6-4)， 推力彈簧的另一端頂在推進螺桿(4)上，在推進螺桿的兩側(cè)裝有壓電器件(6-6)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹木年輪與材質(zhì)探測分析儀，其特征是直流電動機(3)是雙 向轉(zhuǎn)動直流電動機。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹木年輪與材質(zhì)探測分析儀，其特征是鉆頭的直徑為1.5mm。
專利摘要本實用新型公開了一種樹木年輪與材質(zhì)探測分析儀，屬樹木年輪分析裝置。包括用于刺入樹木的鉆機，推動鉆機前進的推進螺桿；在直流電機和推進螺桿間裝有將年輪信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號的年輪信號轉(zhuǎn)換器、年輪信號轉(zhuǎn)換器用連桿與直流電動機連接；上述各部件安裝在導(dǎo)槽上組成探測器；還包括將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的A/D轉(zhuǎn)換器和處理、顯示、儲存和打印終端；A/D轉(zhuǎn)換器通過信號輸出線與處理、顯示、儲存和打印終端連接。本實用新型的有益效果是結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，為便于野外作業(yè)。能方便的探測分析樹木的材質(zhì)，探測樹木的年輪，準確確定樹木的年齡。
文檔編號G01N19/00GK201277940SQ20082004004
公開日2009年7月22日 申請日期2008年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月24日
發(fā)明者昊 王, 王兆敏 申請人:徐州工程學院