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原文传递一种树干内部蛀干害虫蛀道检测装置及其检测方法

专利名称：	一种树干内部蛀干害虫蛀道检测装置及其检测方法
摘要：	一种树干内部蛀干害虫蛀道检测装置及其检测方法，属于树木检测领域。本发明提供一种自动的、测量数据多样、误差小、准确率高、成像效果好、便携轻量化、适应性广的树干内部蛀干害虫蛀道检测装置及其检测方法。本发明中，PCB控制模块设置在外壳内，外壳与弹力带通过弹力带接口可拆卸连接，弹力带上设置有天线接口，通过天线接口与天线固定连接，天线与PCB控制模块连接，电源为PCB控制模块供电；将弹力带套在树干上；通过PCB控制模块设置相应频率，调制产生所需同步脉冲信号，根据天线编号顺序发射入树干，形成回波信号；接收天线获得采集信号；通过连接电脑，完成对树干内部害虫蛀道的成像。本发明主要用于检测树木内部蛀道。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	黑龙江;23
申请人：	东北林业大学
发明人：	周宏威;姜钦啸;周宏举;刘洋;张勇;马玲;谢鹏浩
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-19T00:00:00+0800
申请号：	CN201910361040.1
公开号：	CN110031485A
代理机构：	哈尔滨市伟晨专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	曹徐婷
分类号：	G01N22/02(2006.01);G;G01;G01N;G01N22
申请人地址：	150040 黑龙江省哈尔滨市香坊区和兴路26号
主权项：	1.一种树干内部蛀干害虫蛀道检测装置，其特征在于，包括弹力带、PCB控制模块、天线、外壳和电源；所述PCB控制模块设置在外壳内，外壳与弹力带通过弹力带接口可拆卸连接，所述弹力带上设置有天线接口，通过天线接口与天线固定连接，所述天线为若干根，且不少于2根，所述天线与PCB控制模块连接，所述电源为PCB控制模块供电；所述PCB控制模块包括PC控制平台通信接口电路、PC-控制器时序控制接口电路、本振接口电路、带通滤波电路、电源接口电路、发射信号放大电路二、发射信号放大电路一、接收信号放大电路、时序控制接收端口电路、驱动电路、信号衰减电路和高频发射信号发生电路；所述PC控制平台通信接口电路和PC-控制器时序控制接口电路分别于PC机的输出端连接，所述PC控制平台通信接口电路的输出端分别与本振接口电路、高频发射信号发生电路和驱动电路的输入端连接，所述PC-控制器时序控制接口电路的输出端与时序控制接收端口电路的输入端连接，所述时序控制接收端口电路的输出端与接收信号放大电路的输入端连接，所述接收信号放大电路的输出端依次与带通滤波电路和信号衰减电路连接，所述信号衰减电路的输入端与PC控制平台通信接口电路的输出端连接，所述信号衰减电路的输出端与本振接口电路的输入端连接，所述高频发射信号发生电路和驱动电路的输出端均与发射信号放大电路一的输入端连接，所述发射信号放大电路一的输出端与发射信号放大电路二的输入端连接，所述电源接口电路为PC-控制器时序控制接口电路、本振接口电路、驱动电路、发射信号放大电路二、接收信号放大电路、时序控制接收端口电路和带通滤波电路供电，所述时序控制接收端口电路包括时序控制接收端口电路一和时序控制接收端口电路二。 2.根据权利要求1所述一种树干内部蛀干害虫蛀道检测装置，其特征在于，所述PC控制平台通信接口电路包括插槽P1，型号为MHDR2X9，电阻R6和电阻R7；插槽P12引脚ASK和引脚PTT分别串联电阻R6和电阻R7，电阻R6和电阻R7相连并与地线连接，插槽引脚GND连接地线。 3.根据权利要求2所述一种树干内部蛀干害虫蛀道检测装置，其特征在于，所述PC-控制器时序控制接口电路包括一个16接口的焊点CLOCK1。 4.根据权利要求3所述一种树干内部蛀干害虫蛀道检测装置，其特征在于，所述本振接口电路包括芯片TRF1，型号为TRF3714109，电阻R1至电阻R5，电阻R9，电阻R11，电容C1至电容C5，电容C7，电容C8，电感L1、电感L2和LO_RX_A；芯片TRF1的一个引脚GNDDIG、9个引脚GND、一个引脚GNDBIAS连接地线，芯片TRF1的引脚VCCDIG通过电阻R9连接VCC_+5.5V,芯片TRF1的引脚CHIP_EN、引脚VCCMIX1、引脚VCCMIX2、引脚VCCBIAS、引脚VCCBBQ、引脚VCCLO、引脚VCCBBI连接+5V-RX，芯片TRF1的引脚MIX_INP依次串联电容C4和电感L1，芯片TRF1的引脚MIX_INN依次连接电容C8和电感L2，所述电感L1和电感L2均连接电容C7，电容C7连接Demodulated signal，芯片TRF1的引脚REXT通过电阻R11连接地线，芯片TRF1的引脚VCM连接VCOM，芯片TRF1的引脚BBQ_OUTN连接RXQ-，芯片TRF1的引脚BBQ_OUTP连接RXQ+，芯片TRF1的引脚LO_IN通过电容C5分别连接LO_RX_A的引脚2和地线，芯片TRF1的引脚LO_IP通过电容C3连接LO_RX_A的引脚1，芯片TRF1的引脚Cain_B0、引脚Cain_B1、引脚Cain_B2分别连接电阻R3、电阻R4、电阻R5，所述电阻R3、电阻R4、电阻R5均连接电阻R1，所述电阻R1分别连接电阻R2、电容C1、电容C2，所述电阻R2连接+5V-RX，所述电阻C1分别连接电阻C2和地线，芯片TRF1的引脚CLOCK连接CLOCK，芯片TRF1的引脚DATA连接DATA，芯片TRF1的引脚STROBE连接STROBE。 5.根据权利要求4所述一种树干内部蛀干害虫蛀道检测装置，其特征在于，所述带通滤波电路包括电阻R10、电阻R12、电阻R13、电阻R15、电容C9、电容C18和BPR1，所述BPR1的引脚2分别连接电阻R10和电阻R12，所述电阻R10分别连接BPR1的引脚6、RX IN Filter和电阻R15，所述电阻R15分别连接RX_IN_amplification、电容C18和电容C9，所述电容C18连接地线，所述电容C9分别连接电阻R13和BPR1的引脚3，所述电阻R13连接地线，所述电阻R12连接地线，所述BPR1的引脚4连接地线，BPR1的引脚7连接VCC_+5.5V。 6.根据权利要求5所述一种树干内部蛀干害虫蛀道检测装置，其特征在于，所述电源接口电路包括Header6H，Header6H包括引脚+5.5V连接VCC_+5.5V，引脚+36V连接VCC_+36V，引脚-12V连接VCC_-12V，引脚+12V连接VCC_+12V，引脚+28V连接VCC_+28V，引脚GND连接地线。 7.根据权利要求6所述一种树干内部蛀干害虫蛀道检测装置，其特征在于，所述发射信号放大电路二包括电容C61至电容C76，有极电容C52，有极电容C45，电容C46至电容C49，电容C83至电容C86,电容C88至电容C91，电阻R46至电阻R48，电感L3，电感L4，TX_OUT和场效应晶体管GREE_CGH09120F，所述场效应晶体管GREE_CGH09120F分别连接地线、框1、框2，所述框1分别连接电容C66、电阻R46、电容C88和框3，所述电阻R46分别连接电容C65、电容C64、电容C63、电容C62、电容C61、有极电容C52和VCC_+28V，框3分别连接电容C71、电容C70、电容C84、电容C83和电容C74、所述电容C74连接TX_OUT的引脚1，TX_OUT的引脚2连接地线，框2分别连接电容C67、电容C68、电容C69、电容C89、电容C90、电容C91和框4，框4分别连接电容C72、电阻R47、电容C73、电感L4、电阻R48、电容C86和电容C85，所述电阻R47串联电感L3，所述电感L3分别连接有极电容C45、电容C46、电容C47、电容C48、电容C49和VCC_+5.5V，所述电感L4串联电容C75，电容C75分别连接电阻R48和电容C76，电容C76连接Amplified output，所述有极电容C52、电容C61、电容C62、电容C63、电容C64、电容C65、电容C70、电容C71、电容C66、电容C83、电容C84、电容C88、电容C67、电容C68、电容C69、电容C89、电容C90、电容C91、电容C72、电容C73、电容C85、电容C86、有极电容C45、电容C46、电容C47、电容C48和电容C49均分别连接地线。 8.根据权利要求7所述一种树干内部蛀干害虫蛀道检测装置，其特征在于，所述发射信号放大电路一包括铁氧体磁珠Ferrite Bead1至铁氧体磁珠Ferrite Bead6，电容C43，电容C44，电容C50，电容C51，有极电容C53，有极电容C54，电容C55至电容C60，电容C77，电容C78，电容C87，可调电容C79至可调电容C82，电阻R37至电阻R45，电感1至电感4，高频管MRF282Z和10段加粗电线；VCC_+12V分别连接有极电容C53和铁氧体磁珠Ferrite Bead1，铁氧体磁珠Ferrite Bead1分别连接电容C55和铁氧体磁珠Ferrite Bead2，铁氧体磁珠FerriteBead2分别连接电容C56和铁氧体磁珠Ferrite Bead3，所述电阻R40与铁氧体磁珠FerriteBead1并联，所述电阻R41与铁氧体磁珠Ferrite Bead2并联，所述电阻R42与铁氧体磁珠Ferrite Bead3并联，所述铁氧体磁珠Ferrite Bead1分别连接电容C50、电容C59和电感1，电感1连接电容C77，电容C77串联三个加粗电线连接到Amplified output，电容C77并且在每隔一个加粗电阻依次连接可调电容C80、电感4和可调电容C79，电感1串联三个加粗电线连接到高频管MRF282Z，电感1并且隔两个加粗电线连接电容C81，高频管MRF282Z分别连接电容C44、电容C43、电阻R38和电阻R39，所述电容C44分别连接地线，电容C43、电阻R38，电阻R39串联电阻R37连接到Output Power，高频管MRF282Z串联四个加粗电线连接到Oscillating output，高频管MRF282Z在隔第一一个加粗电线时分别连接电感2和可调电阻C81，剩下三个每个一个加粗电线依次连接电容C78、电感3和可调电容C82，电感2分别连接电容C60、电容C51和铁氧体磁珠Ferrite Bead4，所述铁氧体磁珠Ferrite Bead4分别连接电容C57和铁氧体磁珠Ferrite Bead5，所述铁氧体磁珠Ferrite Bead4分别连接电容C58和铁氧体磁珠Ferrite Bead6，所述铁氧体磁珠Ferrite Bead6分别连接有极电容C54和VCC_+12V，所述电阻R43与铁氧体磁珠Ferrite Bead4并联，电阻R44与铁氧体磁珠Ferrite Bead5并联，电阻R45与铁氧体磁珠Ferrite Bead6并联，所述有极电容C53、电容C55、电容C56、电容C50、电容C59、电容C51、电容C60、电容C57、电容C58、有极电容C54、可调电容C79、可调电容C80、电容C87、可调电容C81、可调电容C82和高频管MRF282Z均分别连接地线。 9.一种基于权利要求1所述一种树干内部蛀干害虫蛀道检测装置实现的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a、将弹力带套在需检测的树干上；步骤b、将若干根天线连接至弹力带上的相应天线接口处；步骤c、将PCB控制模块接入不同电压等级的电源；步骤d、通过PCB控制模块设置相应频率，调制产生所需同步脉冲信号，所述信号通过天线，依次根据天线的编号顺序发射传入树干，所述信号在不同介电常数介质的分界面发生散射，从而形成回波信号；步骤e、依次通过接收天线获得对应的采集信号；步骤f、所有采集到的信号数据通过PCB控制模块连接电脑，完成对树干内部蛀干害虫蛀道的成像，即时完成对树干内部蛀干害虫蛀道的检测，能够及时对受损树木进行相关处理。
所属类别：	发明专利