液流是植物重要的生理指標,在蒸騰耗水規(guī)律研究及相關(guān)應(yīng)用中需要對液流進行長期、精準的在線監(jiān)測。針對國外商用液流儀價格偏高,模塊化液流儀在體積、性能、野外供電及通信等方面存在諸多不足的問題,運用集成化設(shè)計理念,設(shè)計了一款基于熱擴散原理的便攜式植物液流監(jiān)測儀。采用嵌入式微處理器STM32作為主控芯片,以AD620和OP07組成的低噪聲精密放大電路為核心,設(shè)計了探針恒流加熱、SD卡存儲及GPRS通信、太陽能供電和電量監(jiān)測報警等電路,運用迭代算法獲得當天測量電壓最大值,即時計算出植物液流密度。現(xiàn)場測試和對比試驗表明,該儀器性能穩(wěn)定,顯示、存儲、讀取、傳輸和報警等功能正常,測得的液流密度數(shù)據(jù)準確,與對比儀器DeltaT數(shù)據(jù)采集儀測得結(jié)果具有良好的一致性。雙探針監(jiān)測時,在沒有光照的情況下可連續(xù)工作7 d,在有光照天氣情況下可實現(xiàn)長期連續(xù)工作。該液流儀性價比高、使用方便、通道易于擴展,可替代進口產(chǎn)品,在植物水分傳輸及利用研究、森林生態(tài)系統(tǒng)對環(huán)境變化的影響監(jiān)測以及城市綠地水分管理等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖1便攜式TDP液流儀結(jié)構(gòu)框圖

根據(jù)上述原理，設(shè)計的便攜式TDP液流儀由5部分組成，如圖1所示，分別為TDP探針、恒流源加熱模塊、信號放大模塊、數(shù)據(jù)采集顯示存儲發(fā)送模塊、供電模塊。經(jīng)恒流源加熱的TDP探針輸出微弱電壓信號，經(jīng)過精密放大后傳給主控微處理器，通過迭代運算和公式運算得出液流密度，然后將數(shù)據(jù)進行顯示、S....

圖2恒流源加熱電路

可知，通過調(diào)節(jié)電位器R2即可獲得需要的穩(wěn)定電壓和恒定電流。1.3信號放大模塊

圖3信號放大電路

Ri———反相放大電路的輸入電阻3級放大電路的總增益為3000倍，AD620的增益設(shè)為20，即RG=2.6kΩ，第2級反相放大增益為15，第3級反相放大增益為10，即Rf1=15kΩ，Rf2=10kΩ，Ri=1kΩ。

圖4液流量計算流程圖

(3)若日期發(fā)生變化，根據(jù)式(1)計算液流密度，將獲得的平均值Vi和液流密度Jsi存儲到SD卡中，并通過GPRS發(fā)送到數(shù)據(jù)庫，將最大值Vmax置零，數(shù)組清零。2.2通信軟件

本文編號：3978060