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传统的含水率测定仪只能测木质材料纤维饱和点(约30%)以下含水率,活立木(高含水率介质)含水率测量一直是国内外的研究难点。针对这一难题,提出了电容法含水率检测理论。该理论参考平行板电容器,设计了插入式测量探头,将活立木树干介电常数的变化转变为含水率传感器的电路元件C1的实际电容值变化。含水率传感器输出周期信号,输出信号周期随插入深度和介质的质量含水率而变化,而波形不变(方波),具有较好的可测量性。但此时的输出方波为模拟信号,需要下位机将其转化为数字信号,进而代入预置的公式,在显示屏上显示活立木边材质量含水率具体数值。本文设计了活立木树干边材质量含水率检测仪总体方案,分别介绍了传感器、下位机硬件、下位机软件、供电模块及外壳的具体设计和制作流程,之后进行了整机调试,给出了活立木树干边材质量含水率检测仪尺寸规格、技术参数以及使用方法;模拟仿真了探头电容值,实际测量了探头电容值和输出方波周期;对DMC-1型活立木树干边材质量含水率检测仪进行了标定试验,得到活立木树干边材质量含水率和输出信号周期的关系,选择了针、阔叶树最优标定方程,进行了仪器零点标定,并给出了推荐插入深度;最后使用DMC-1型活立木树干边材质量含水率检测仪就室内和野外的树干边材质量含水状态进行了实际测量。主要结论如下:(1)将探头的探针(紫铜棒)部分等效成平行板电容器,近似计算得出探头电容值在0.07到5.67pF之间;用COMSOL软件来1:1仿真探头电容,得到电容值介于1到8pF之间;用VC6013数字电容表测得电容值在0.1到8pF之间连续变化;用DS1052E示波器测得含水率传感器输出波形不变,信号周期随插入的介质而变化。以上从不同角度得到的结果具有一致性,故探头的电容值或者含水率传感器输出波形周期随介电常数(含水率)和插入深度呈现规律性变化,具有一一对应关系。这表明电容法可以作为一种检测活立木树干边材质量含水率的有效手段。(2)活立木树干边材质量含水率(y,%)和检测仪输出方波周期(x,μs)之间存在定量关系,在特定树种和插入深度下,可拟合为二次或三次多项式,其中1cm插入深度较优。(3)DMC-1型活立木树干边材质量含水率检测仪,可以用来检测活立木树干边材质量含水率,且能检测质量含水率范围0～190%,测量精度为±2%。