基于活立木介电特性的茎干蓄水量检测传感器研制

来源：农业工程学报杂志2022年第3期北京时间：

作者：赵燕东,顾家华,赵玥,刘卫平,米雪,

摘要：活立木茎干含水率（Stem Water Content，StWC）是揭示树木抗旱机理的重要水分信息。为了提高基于驻波原理的茎干含水率传感器的实用性，该研究基于活立木介电特性和多传感器融合技术，设计了一款可适应树干径向生长的茎干水分复合传感器。传感器主要由弧形探头、压力传感器、固定绳索、传动装置等部分组成，可同时检测StWC及探头与茎干间的压力，以单片机为控制器控制固定绳索的收放以维持压力稳定。传感器的动静态特性试验结果表明，在相对介电常数6～53.3（20 ℃）范围内，传感器的StWC检测单元输出电压与相对介电常数具有良好的线性关系（R2=0.990 5），StWC的测量范围为0～85%。试验表明该传感器可适应茎干的径向生长，输出稳定性良好，测试时长内最大波动小于0.3%FS（全量程，Full Scale）。研究结果可为林木健康评估无损检测提供支撑。

关键词：传感器, 无损检测, 活立木, 茎干含水率