ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ПРИКАМБИАЛЬНОГО СЛОЯ И ТОЛЩИНЫ КОРЫ ДЕРЕВА

Полезная модель относится к приборостроению и может быть использована в исследованиях древесно-кустарниковой растительности.
Известен толщиномер коры (патент SE 418994 G01B 3/20, G01B 5/06, G01B 5/08), состоящий из инструмента, имеющего наконечник в форме режущего элемента, вдавливаемого радиально через кору дерева для измерения толщины коры и инструмента, измеряющего диаметр ствола дерева.
Недостатком известного толщиномера коры является то, что режущий элемент имеет плоскую форму, и не позволяет его использовать в качестве инструмента для отбора керна древесины.
Известны влагомеры для измерения влажности древесины, использующие кондуктометрический метод измерения, основанный на связи влагосодержания древесины и ее омического сопротивления (Серговский П.С. Оборудование гидротермической обработки древесины, М: Лесная промышленность, 1981, с. 178-180; Гладаревский В.М. и др. Метрологическое обеспечение приборов деревообрабатывающей промышленности, М.: Лесная промышленность, 1989, с. 100-113; авт.св. СССР 241759, G01N 27/04, 1969; авт.св. СССР 261257, F26В 25/22, 1970).
К недостаткам указанных известных влагомеров относится наличие в каждом из них всего двух диапазонов измерений влажности, предназначенных для массивной древесины мягких и твердых пород, при этом не учитывается разный породный состав деревьев.
Известен влагомер для измерения влажности древесины (патент RU 2258920 G01N 27/02, опубл. 20.08.2005 бюл. №23), содержащий датчик с электродами и измерительный блок с индикацией. Каждый электрод выполнен в виде стержня, на котором расположены несколько изолированных друг от друга и от стержня кольцевых контактов, подключенных к измерительному блоку парами, соответствующими измеряемым слоям древесины.
Недостатком указанного известного влагомера является необходимость просверливания отверстий диаметром, соответствующим диаметру электродов для измерения влажности древесины.
Известен влагомер для измерения влажности древесины (патент RU 2180746 G01N 27/04, опубл. 20.03.2002 бюл. №8), содержащий датчик с тремя игольчатыми электродами и измерительный блок с индикацией. Игольчатые электроды датчика расположены на ломаной линии в виде прямого угла, образуя пары игольчатых электродов, одна из которых предназначена для установки вдоль волокон древесины, а другая - поперек волокон древесины. Между игольчатыми электродами и измерительным блоком установлен переключатель пар игольчатых электродов. В измерительный блок встроено устройство сигнализации о достижении заданной влажности.
Недостатком указанного известного влагомера является наличие встроенной сигнализации в измерительном блоке устройств, сигнализирующей о достижении заданной влажности, после чего измерение не проводится, соответственно это влияет на достоверность измерения у растущих деревьев.
В качестве прототипа выбран влагомер (Расев П.С. Гидротермическая обработка и консервирование древесины М.: Форум, 2010, с. 63-64), состоящий из измерительного устройства и датчика, который представляет собой игольчатый зонд, снабженный ручкой. Иглы электродов вводят в древесину. Прямая линия, соединяющая все иглы, располагается вдоль волокон древесины, где измеряется электрическое сопротивление.
Однако известный влагомер не позволяет с достаточной точностью использовать его в качестве анализатора влажности прикамбиального слоя дерева, так как тарировочные кривые для различных пород деревьев не определены.
Техническая задача полезной модели направлена на создание универсального прибора, позволяющего автоматически определять влажность прикамбиального слоя дерева, толщину коры дерева, отбирать керн древесины, и на основании измерений определять балл категории состояния исследуемого дерева.
Технический результат - повышение функциональных возможностей, снижение трудоемкости и сокращение времени на определение влажности прикамбиального слоя, толщины коры и балла категории состояния дерева.
Для решения технической задачи и достижения технического результата в приборе для определения влажности прикамбиального слоя и толщины коры дерева, включающем датчик с двумя игольчатыми электродами, расположенными в одной плоскости, ручку-упор и измерительный блок, согласно полезной модели, прибор содержит толщиномер коры, а внутри измерительного блока расположены, по меньшей мере, шестнадцать микроконтроллеров, каждый из которых выполнен с возможностью построения тарировочной кривой, измерения влажности прикамбиального слоя и определения балла категории состояния отдельной породы дерева.
Толщиномер коры представляет собой трубку с находящимся внутри нее полукруглым резцом.
Толщиномер размещен между датчиком и ручкой-упором.
Снаружи толщиномера нанесена миллиметровая шкала с обозначением сантиметров от 0 до 5.
Сущность полезной модели поясняется фигурой, на которой представлена схема заявляемого прибора.
Прибор для определения влажности прикамбиального слоя и толщины коры дерева содержит датчик с двумя металлическими игольчатыми электродами 1, расположенными в одной плоскости, и измерительный блок 2 с индикацией, с жидкокристаллическим дисплеем 3 для визуализации результатов измерений и с кнопками (на фигуре не показаны) включения/выключения прибора и выбора породы дерева. Внутри измерительного блока 2 размещена электронная плата (на фигуре не видна), соединенная с дисплеем 3. На плате расположены, по меньшей мере, шестнадцать микроконтроллеров, каждый из которых содержит параметры влагосодержания одной породы дерева и имеет возможность построения тарировочной кривой, измерения влажности прикамбиального слоя и определения балла категории состояния каждой породы дерева.
Измерительный блок 2 соединен с датчиком проводом 7 через ручку-упор 6, с которой соединена трубка 5 с находящимся внутри нее полукруглым резцом. Трубка 5 с резцом представляют собой толщиномер, предназначенный для измерения толщины коры исследуемого дерева. Полукруглая форма резца позволяет использовать его в качестве инструмента для отбора керна древесины.
На трубку 5 нанесена миллиметровая шкала с обозначением сантиметров от 0 до 5. На верхнем конце трубки 5 установлена прямоугольная пластина 4, соединенная с игольчатыми электродами 1. По центру пластины 4 выполнено сквозное отверстие. Резец жестко закреплен на ручке-упоре 6, при этом его режущая часть заточена. Трубка 5 закреплена на ручке-упоре 6 при помощи пружины (на фигуре не видна).
Корпус измерительного блока 2 может быть выполнен из пластика или металла. Ручка-упор 6 может быть выполнена из металла или высокопрочного пластика. Трубка 5 и резец изготовлены из металла.
Прибор для определения влажности прикамбиального слоя и толщины коры дерева работает следующим образом. Прибор включают с помощью кнопки «вкл./выкл.» (на фигуре не показана). При нажатии кнопки выбора породы дерева (на фигуре не показана) на дисплее 3 появляются две группы видов деревьев: хвойные и лиственные. Из списков пород деревьев, отнесенных к каждой группе, выбирают породу исследуемого дерева. Измерения проводят на высоте 1,3 м от комля дерева. Держа трубку 5 с ручкой-упором 6 горизонтально, прикладывают датчик с игольчатыми электродами 1 к стволу дерева. Нажимая на трубку 5 при помощи ручки-упора 6, вдавливают радиально через кору дерева к центру игольчатые электроды 1 и резец (на фигуре не виден), находящийся внутри трубки 5, таким образом, чтобы пластина 4 легла на поверхность коры. Дойдя до прикамбиального слоя дерева игольчатые электроды 1 и резец, останавливаются. Затем по миллиметровой шкале, нанесенной на трубку 5, определяют толщину коры на дереве. Одновременно микроконтроллер, расположенный в измерительном блоке 2 и отвечающий за породу выбранного исследуемого дерева, начинает обрабатывать поступающие данные о содержании влажности прикамбиального слоя дерева и определять количество баллов категории состояния дерева. При этом на дисплее 3 измерительного блока 2 появляются показатели влажности в % и балл категории состояния дерева.
Предлагаемая полезная модель позволяет использовать влагомер в сочетании с измерителем толщины коры, при этом определяя балл категории состояния дерева на основании измеряемой влажности прикамбиального слоя.
В настоящее время из уровня техники неизвестно применение влагомера и толщиномера в единой конструкции, позволяющей определить:
- влажность прикамбиального слоя исследуемого дерева;
- толщину коры дерева;
- балл категории состояния дерева.
Таким образом, заявленная полезная модель соответствует критерию «новизна».
Объединение функций влагомера и толщиномера в одну конструкцию способствует повышению функциональных возможностей прибора, снижению трудоемкости и сокращению времени на определение влажности прикамбиального слоя, толщины коры и балла категории состояния дерева.
Заявляемая полезная модель является промышленно применимой, т.к. может быть применена: в проектно-изыскательских институтах; в территориальных структурах Федерального агентства лесного хозяйства; в комитетах и департаментах по благоустройству и озеленению муниципальных образований; в территориальных структурах управлений Федеральных служб фитосанитарного надзора; в территориальных исполнительных органах жилищно-коммунального хозяйства, в научно-исследовательских институтах; в организациях, осуществляющих экологический мониторинг и производственный контроль; в компаниях по ландшафтному дизайну; в и иных коммерческих структурах, а также физическими лицами для диагностики состояния древесно-кустарниковой растительности на садовых участках.
Применение и использование предлагаемого прибора не вызывает никаких трудностей и может быть осуществлено любым человеком без специального обучения. При изготовлении и использовании данного прибора используются предметы и материалы, выпускаемые промышленностью и находящиеся в открытой продаже.