本發(fā)明涉及一種教學(xué)用解析木年輪直徑測量方法，適用于林學(xué)專業(yè)的測樹學(xué)實習(xí)過程中，準(zhǔn)確測量解析木年輪盤年輪直徑的方法，也適用于林業(yè)科研應(yīng)用。

背景技術(shù)：

在學(xué)生的測樹學(xué)實習(xí)過程中，為了準(zhǔn)確評價林分當(dāng)中樹木的生長規(guī)律，需要在林分中選擇一株標(biāo)準(zhǔn)木，將其伐倒，并根據(jù)解析木計算公式將樹干按不同高度截取一定厚度的樹干橫截面（年輪盤），并標(biāo)明年輪盤的方向；然后將整棵樹所獲得的年輪盤帶回實驗室進(jìn)行年輪測量（包括每個年輪盤不同方向上的各個年輪直徑，以及年輪盤上的年輪數(shù)量），并針對測量的年輪數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；可以根據(jù)解析年輪數(shù)據(jù)，分析該棵樹木的生長規(guī)律（高生長，徑生長），進(jìn)而推測整個林分的樹木生長規(guī)律，針對該林分提出可行的森林經(jīng)營管理規(guī)劃。

年輪盤解析數(shù)據(jù)對于森林經(jīng)營管理非常重要，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性直接影響到經(jīng)營規(guī)劃的制定。當(dāng)前解析木年輪盤測量方法主要有兩大類：第一類為直接測量方法，直接測量方法通常包括兩種，一種是直接用游標(biāo)卡尺進(jìn)行年輪直徑測量，另一種是利用年輪測量系統(tǒng)（如國外開發(fā)的LinTab）進(jìn)行測量；第二類為間接測量方法,通過照相或者掃描將圖像保存到計算機(jī)中，然后利用計算機(jī)軟件對年輪進(jìn)行測量。利用這些方法都可以對年輪寬度進(jìn)行較精確的測量，但是這些測量方法也都存在著一定的不足。

現(xiàn)有年輪盤測量方法主要問題是：（1）現(xiàn)在常用的游標(biāo)卡尺測量方法，在測量的過程中由于測量的年輪盤是平面，游標(biāo)卡尺同時定位到年輪的兩邊需要花費(fèi)較長的時間，而且由于操作時穩(wěn)定性的問題以及卡尺擺放角度的問題，極大影響到測量的精度；（2）無法實現(xiàn)年輪雙向同時測量，年輪測量系統(tǒng)的工作原理是通過水平轉(zhuǎn)動的手輪使年輪在視野下移動，當(dāng)年輪界限與顯微鏡的交叉絲重合時，控制鼠標(biāo)在程序中記錄測量數(shù)據(jù)，這種方法的問題是，測量某一年輪的直徑時需要先確定該年輪的一邊，然后將承載年輪盤平臺通過手輪使其移動到該年輪的另一邊，這樣依次測量每一年輪的直徑時，都需要使平臺往復(fù)運(yùn)行一次，這樣極大的增加了測量所需要的時間，而且，由于只有一個點進(jìn)行測量，在平臺移動過程中很容易丟失年輪的另一邊的邊界，（年輪測量系統(tǒng)更適宜測量年輪間的寬度，不適宜測量年輪直徑）；（3）圖像測量方法需要先對圖像進(jìn)行掃描，然后使用專業(yè)的計算機(jī)軟件才能實現(xiàn)，操作過程繁瑣；（4）年輪測量系統(tǒng)與圖像測量方法都需要專業(yè)的軟件才能實現(xiàn)，因此系統(tǒng)成本都很高；（5）年輪盤由于切割時厚度不一致，在年輪測量系統(tǒng)的承載平臺上無法將年輪盤擺平，對測量精度會產(chǎn)生較大影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

1、要解決的問題

針對現(xiàn)在有技術(shù)中年輪寬度測量方法都存在著測量精度不高，測量時間太長，儀器成本過高等不足，本發(fā)明提供一種教學(xué)用解析木年輪直徑測量方法，通過本發(fā)明可以實現(xiàn)年輪盤的精確、快速測量，同時具有結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定性高、制作成本低，能夠?qū)崟r顯示測量結(jié)果等優(yōu)點。

2、技術(shù)方案

為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

一種教學(xué)用解析木年輪直徑測量方法，其包括滑軌、滑塊、光柵尺尺身、光柵尺讀數(shù)頭、數(shù)顯表、固定支架、滑動手柄、定位針、托盤、十字固定夾、旋轉(zhuǎn)底座，固定開關(guān)。所述滑塊共有3個，安裝在滑軌上；光柵尺尺身兩端固定在兩側(cè)的滑塊上，光柵尺讀數(shù)頭固定在中間的滑塊上，數(shù)顯表通過導(dǎo)線與光柵尺讀數(shù)頭連接；滑軌兩端固定在固定支架上；滑動手柄共2個，分別固定在最左側(cè)的兩個滑塊側(cè)面，即固定光柵尺尺身的左側(cè)滑塊和固定光柵尺讀數(shù)頭的滑塊；定位針安裝在滑動手柄上；托盤固定在旋轉(zhuǎn)底座上方；十字固定夾安裝在托盤上，固定開關(guān)安裝在旋轉(zhuǎn)底座的側(cè)面。

優(yōu)選的，所述的滑軌上安裝有3個滑塊，光柵尺尺身兩端固定在兩側(cè)的滑塊上，光柵尺讀數(shù)頭固定在中間的滑塊上；讀數(shù)頭與尺身需保持平行，中間間距為2.5mm，光柵尺的尺身與讀數(shù)頭均可以通過滑軌上的滑塊自由移動，實現(xiàn)年輪直徑雙向測量。

優(yōu)選的，所述的滑軌為高精度直線滑軌，滑塊在滑軌上保持水平、直線滑動，滑軌的長度需要大于1米，滑塊為輕質(zhì)的鋁合金材料。

優(yōu)選的，所述的光柵尺測量精度為5um，有效量程大于600mm，因為大徑級樹木的0號年輪盤（樹根部）直徑可以達(dá)到600mm。

優(yōu)選的，所述的數(shù)顯表通過光柵尺上的數(shù)據(jù)線與光柵尺相連接，顯示數(shù)值，數(shù)顯表上有輸出接口，可以將數(shù)據(jù)存儲到計算機(jī)中。

優(yōu)選的，所述的固定支架固定在滑軌的兩端，起到固定滑軌作用。

優(yōu)選的，所述的滑動手柄有兩支，一支滑動手柄固定在固定讀數(shù)頭滑塊的側(cè)面，另一支滑動手柄固定在固定尺身的左側(cè)的滑塊側(cè)面，兩支手柄長度相等，水平伸出，距離滑塊15-20cm，每個滑動手柄尾部有個握柄，手握住握柄，可以帶動光柵尺水平移動，進(jìn)行年輪直徑測量。

優(yōu)選的，所述的定位針底端為針狀，頂端為一平面，從滑動手柄的握柄中心伸出，定位針通過握柄內(nèi)置的彈簧，保持定位針一直向上彈起，且高度相等，兩個滑動手柄上的定位針需要與光柵尺保持平行，且定位針垂直升降，當(dāng)定位針底端相接時，光柵尺數(shù)值為0；在測量時，將大拇指放在定位針的頂端，通過大拇指按壓定位針，將定位針定位到年輪的邊界上，進(jìn)行測量，測量結(jié)束，大拇指松開定位針彈起復(fù)位；。

優(yōu)選的，所述的托盤為圓形，上表面貼有防滑墊，托盤上有寬度為1cm的十字槽直達(dá)托盤圓心直徑2cm處，托盤底部中心固定在旋轉(zhuǎn)底座上，并且托盤可以拆卸、更換，以便適應(yīng)不同直徑的年輪盤；十字固定夾共四個，分別安裝在以圓盤中心呈十字型線上，十字固定夾安裝在托盤下方，十字固定夾的夾桿通過托盤的十字槽伸到托盤上部，每個位于托盤上部的夾桿面向托盤圓心方向的部分有幾個尖狀突起，便于將年輪盤固定，使年輪盤上平面保持水平，提高測量精度；十字固定夾通過托盤底部的旋扭可以調(diào)節(jié)固定夾距托盤中心的距離，以滿足不同直徑的年輪盤的固定；固定開關(guān)位于旋轉(zhuǎn)底座側(cè)面，可以控制旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動。

該測量方法采用可以雙向同時測量的測量部分，與年輪盤擺放部分（托盤、十字固定夾）形成一個有機(jī)的整體，兩部分在該測量方法中都是不可或缺的部分，只有這樣才能夠保證年輪盤測量的精度與效率。

3、有益效果

本發(fā)明提供的一種教學(xué)用解析木年輪直徑測量方法，其有益效果是：

（1）可以實現(xiàn)高精度雙向同時測量，該測量方法有兩個定位指針，且兩個指針均可自由水平移動，可以快速、準(zhǔn)確的定位每個年輪的兩邊端點，并進(jìn)行高精度測量；

（2）底座部分可以適應(yīng)不同直徑的年輪盤；可以通過十字固定夾將年輪盤的測量面調(diào)整水平，即使截取的年輪盤厚度不規(guī)則，也可以通過十字固定夾的固定保證測量面水平，可以提高測量精度；旋轉(zhuǎn)底座可以調(diào)節(jié)年輪盤，使需要測量方向與光柵尺平行，并用固定開關(guān)控制托盤的旋轉(zhuǎn)；

（3）該測量方法所測即所得，測量結(jié)果直接在數(shù)顯表上顯示出來；而且預(yù)留了擴(kuò)展空間，可以通過數(shù)顯表上的擴(kuò)展端口將數(shù)據(jù)輸出到電腦上進(jìn)行存儲。

（4）該測量方法不僅可以沒量解析木的年輪盤，也可以測量生長錐鉆取的年輪條，而且可以方便、快速、精準(zhǔn)的測量任意兩個年輪間的距離。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的主結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明的側(cè)視結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)圖。

圖中：1滑軌，2滑塊，3光柵尺尺身，4光柵尺讀數(shù)頭，5數(shù)顯表，6固定支架，7滑動手柄，8定位針，9托盤，10十字固定夾，11旋轉(zhuǎn)底座，12固定開關(guān)。

具體實施方式

如圖所示，一種教學(xué)用解析木年輪直徑測量方法，由滑軌（1），滑塊（2），光柵尺尺身（3），光柵尺讀數(shù)頭（4），數(shù)顯表（5），固定支架（6），滑動手柄（7），定位針（8），托盤（9），十字固定夾（10），旋轉(zhuǎn)底座（11），固定開關(guān)（12）構(gòu)成。

使用該發(fā)明的方法進(jìn)行解析木年輪盤測量時，第一步，需要將年輪盤表面進(jìn)行處理（如拋光，整平）使年輪盤表面的年輪便于觀察，對年輪盤的東南西北朝向進(jìn)行標(biāo)記；第二步，將年輪盤放置在托盤（9）上，用十字固定夾（10）夾住年輪盤的側(cè)邊進(jìn)行固定，這樣一方面可以防止測量時年輪盤發(fā)生移動，另一方面可以保證制作的厚度不規(guī)則的年輪盤的測量面能夠保持水平，年輪盤的擺放位置應(yīng)使年輪盤的髓心位于兩支定位針（8）垂直投影連線上；第三步，旋轉(zhuǎn)托盤（9）使要測量的年輪盤方向與定位針（8）連線垂直投影重合；第四步，用固定開關(guān)（12）將旋轉(zhuǎn)底座（11）鎖死，防止托盤（9）轉(zhuǎn)動；第五步，雙手分別握住滑動手柄（7），將兩只滑動手柄（7）向一起滑動，使兩支定位針（8）的針尖相接，按動數(shù)顯表（5）上的調(diào)零按鈕進(jìn)行測量設(shè)備調(diào)零；第六步，左右拖動滑動手柄（7）帶動滑塊（2），光柵尺尺身（3）光柵尺讀數(shù)頭（4）相對移動，目視判定待測年輪的左右邊界，用大拇指壓動定位針（8）進(jìn)行精確定位，定位針（8）針尖扎在待測年輪的左右邊界上，此時數(shù)顯表（5）上顯示的讀數(shù)即為該年輪在該方向上的直徑長度，進(jìn)行記錄；然后依次測量相鄰年輪的直徑，記錄。

一個方向測量結(jié)束后，松開固定開關(guān)（12），旋轉(zhuǎn)托盤（9）到下一個要測量方向，鎖死旋轉(zhuǎn)底座（11），重復(fù)第六步繼續(xù)進(jìn)行測量。

選擇一片年輪為10年的年輪盤，分別采用常規(guī)的游標(biāo)卡尺測量方法與本發(fā)明的方法對其進(jìn)行3次重復(fù)測量，將測量數(shù)據(jù)的精度與耗費(fèi)時間進(jìn)行對比，考慮到游標(biāo)卡尺的精度，測量精度取0.1mm。由于年輪測量系統(tǒng)采用單向測量，更適宜進(jìn)行對年輪條的年輪間寬度進(jìn)行測量，若要測量年輪盤的直徑，耗費(fèi)時間巨大，在此不進(jìn)行對比。

游標(biāo)卡尺測量方法與本發(fā)明的測量方法的測量結(jié)果如下表。

由于本發(fā)明采用的光柵尺精度為5um，上表中本發(fā)明的數(shù)據(jù)為四舍五入后的結(jié)果，以便于與游標(biāo)卡尺測量方法進(jìn)行對比。