Basado en la proporción que existe entre la longitud de un material conductor y su resistencia eléctrica y utilizando un circuito tipo puente de Wheatstone,

con cuatro resistencias a las que aplicada una determinada tensión de entrada, y cuando el puente se encuentre en equilibrio la tensión de salida es cero, consiste en utilizar como tales resistencias respectivas bandas extensiométricas, a base de una rejilla (1) montada sobre un soporte electroaislante (2), de manera que preferentemente dos de dichas rejillas (1) están orientadas en una dirección principal de máxima deformación, mientras que las otras dos (1'') lo están en sentido perpendicular al anterior, de manera que las variaciones dimensionales de dichas bandas, determinadas por el incremento o reducción en las dimensiones del árbol o la planta a controlar, generan una tensión de salida, positiva o negativa, que se corresponde proporcionalmente con dicho incremento o disminución de medida.

Dendrómetro de precisión Objeto de la invención La presente invención se refiere a un dendrómetro, es decir a un aparato para medir las dimensiones de los árboles en pie, en el presente caso generalizado a la medición de cualquier tipo de planta y de cualquiera de sus componentes, ya sea el tronco, las hojas, el fruto, etc.

El dendrómetro consiste en un sensor que ha de colocarse en contacto con la planta, un portasensor a través del cual el sensor queda sujeto a la referida planta, y una electrónica o interface de conexión del sensor con el correspondiente sistema de medida.

El objeto de la invención es conseguir un óptimo control en las variaciones dimensionales de la planta a lo largo del día, para en base a los datos obtenidos poder tomar decisiones para mejorar el rendimiento.

Antecedentes de la invención

Convencionalmente y para mejorar el rendimiento de una plantación se analizaban y tenían en cuenta exclusivamente parámetros externos a las propias plantas, tales como clima y riego del suelo, fundamentalmente.

Sin embargo y desde hace cierto tiempo se sabe que las plantas sufren a lo largo del día unas contracciones/dilataciones, es decir un aumento y una disminución de su diámetro (en el caso del tronco o de un fruto) que es función de su estado "hídrico", de su "stress", por lo que un control dendrométrico y permanente de la planta permite tomar decisiones mucho más adecuadas para mejorar el rendimiento, que si se tienen en cuenta exclusivamente los parámetros externos a la misma.

Evidentemente estas variaciones dimensionales son mínimas por lo que el dendrómetro utilizado debe ser de gran precisión.

Una solución al respecto conocida y comúnmente utilizada, consiste en los llamados sensores de desplazamiento lineal, estructurados mediante una bobina electromagnética anular en cuyo seno juega un núcleo materializado en una varilla que, por efecto del campo magnético de la bobina, se mantiene permanentemente presionada contra la superficie de la planta, como por ejemplo contra el tronco de un árbol, de manera que cuando éste se dilata o se contrae (unos micrómetros al día) , el núcleo o varilla sufre el equivalente desplazamiento axial generando una modificación en el campo de la bobina, que puede ser perfectamente medido y, mediante unas tablas de conversión adecuadas, transformado en una medida de longitud.

También son conocidos sensores o dendrómetros basados en el uso de galgas micrométricas o bandas extensiométricas, basadas a su vez en el hecho de que en todos los materiales que son conductores de la electricidad existe una proporción entre la longitud de dicho conductor y su resistencia eléctrica, de manera que puede obtenerse una proporción entre la variación relativa de longitud de un conductor y su variación en resistencia eléctrica, que permite deducir de esta última el incremento o disminución dimensional de la planta en análisis.

En esta línea cabe destacar la patente US 4.549.355, en la que se utiliza como elemento de medida un Puente de Wheatstone, en el que participan cuatro resistencias eléctricas, conectadas entre cuatro puntos o extremos del puente, el cual es alimentado en dos puntos para producir una tensión de salida en los otros dos que debe ser cero cuando el puente está en equilibrio, de manera que esta tensión de salida de valor cero variará haciéndose positiva o negativa en función de que se produzca un incremento en unas u otras de las resistencias que participan en el Puente de Wheatstone.

Esta solución, perfectamente válida desde el punto de vista teórico, presenta en la práctica problemas derivados de la geometría de la planta, de manera que la orientación en la deformación de la planta ni resulta habitualmente alineada con el elemento electro-resistente, ni tampoco ofrece una angulación fija, con lo que entre la medida realizada y el valor real existen desviaciones que pueden llegar a ser inaceptables.

Descripción de la invención La invención se define en las reivindicaciones adjuntas.

El dendrómetro de presión que la invención propone, basándose en la técnica convencional de utilizar bandas extensiométricas conectadas constituyendo un Puente de Wheatstone, resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, asegurando una gran precisión en las medidas realizadas por el mismo.

Para ello y de forma más concreta se utilizan bandas extensiométricas estructuradas a base de una rejilla y su correspondiente soporte, pero con la particularidad de que en el dendrómetro participan o pueden participar bandas unidireccionales, bidireccionales o tridireccionales, concretamente montando sobre un mismo soporte una sola rejilla, dos rejillas orientadas en disposiciones perpendiculares, o tres rejillas en las que dos de ellas forman con respecto a la tercera, ángulos de 45 ó 60º .

Bandas de los diferentes tipos anteriormente citados pueden ser utilizadas como resistencias en el Puente de Wheatstone, de manera que la diferente orientación de tales rejillas permite obtener datos fidedignos independientemente de cual sea la orientación en la deformación de las bandas generada por la planta.

Las citadas bandas extensiométricas van colocadas estratégicamente envueltas mediante una capa protectora sobre una lámina de aluminio, de escaso grosor y notable longitud, con un acodamiento en correspondencia con uno de sus extremos, determinando una parte a través de la cual se establece el contacto con la planta cuya variación se desea medir, estando esa lámina de aluminio dispuesta a través del extremo no acodado sobre una ranura establecida al efecto en una zona próxima de un cilindro al que se une un cable de conexión que ha de conectarse con la lámina de aluminio y que por su otro extremo se conecta a una interface que está conectada con el correspondiente sistema de medida, formando todo ello un sensor que se complementa con un elemento portasensor como soporte de sujeción a la correspondiente planta, con la particularidad de que dicho porta-sensor está constituido en aluminio y cuenta con unas varillas en funciones de patas que por uno de sus extremos se vinculan a una pieza que semiabraza a la planta a medir, en tanto que por otro extremo las patas son pasantes a través de un elemento sobre el que queda convenientemente soportado y sujeto el cilindro perteneciente al sensor anteriormente descrito.

El interface de conexión constituye un circuito de acondicionamiento de la señal, mediante el que se proporcionará una señal en base a la medición de la elongación positiva considerada a partir de la posición de reposo de la correspondiente banda extensiométrica, circuito que será capaz de funcionar correctamente dentro del rango de alimentación de 5.5 Vcc a 8 Vcc, sin que la señal de salida se vea afectada por la variación de dicha alimentación dentro del rango.

El circuito de acondicionamiento referido se ha diseñado como un amplificador de célula de carga de bandas extensiométricas alimentadas con tensión asimétrica y de precisión, incluyendo dos bloques básicos, uno de alimentación del puente de bandas extensiométricas y otro de amplificación de la señal de medida del puente de esas bandas extensiométricas, con la particularidad de que la alimentación del puente tiene que ser del máximo ajuste que sea posible, ya que una desviación en suspensión de alimentación supondría una desviación en la medida, previéndose para ello un regulador de tensión de precisión basado en un circuito TL431 que es un regulador zéner de precisión con un error máximo del 0, 5%, habiéndose previsto además que a la entrada del circuito TL431 se coloque un zéner de 5V6 para que la variación de alimentación sea mínima y el error menor al 0, 5%.

De acuerdo con otra de las características de la invención las bandas extensiométricas son termocompensadas para el material sobre el que van montadas (aluminio) , por lo que en un rango de 0º C a 50º C la señal de salida térmica es prácticamente cero.

Descripción de los dibujos Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1. Muestra una representación esquemática de una banda extensiométrica... [Seguir leyendo]

1. Dendómetro de precisión, del tipo de los basados en la utilización de bandas extensiométricas como resistencias en un circuito tipo Puente de Wheatstone, que dicho dendrómetro consiste en un porta-sensor que sirve como elemento de sujeción del dendrómetro a una planta, la interface electrónica que lo conecta al equipo de toma de datos y un sensor, se caracteriza porque dicho sensor está compuesto por un cuerpo cilíndrico (13) de aluminio al que va fijado un extremo de una lámina de aluminio (10) sobre la que van montadas las bandas extensiométricas, estando el otro extremo de la lámina de aluminio (10) en contacto con la planta (18) , determinando, mediante la presión ejercida por ésta, sus variaciones dimensionales, debido a la deformación de la lámina de aluminio (10) y con ello del conjunto (9) que forman las bandas extensiométricas.

1.

2. Dendómetro de precisión según reivindicación anterior, caracterizado porque el extremo de la lámina de aluminio (10) en contacto con la planta presenta un doble acodamiento con bordes laterales convergentes.

3. Dendómetro de precisión según reivindicación 1, caracterizado porque el porta-sensor (15) incluye una pieza con una cavidad cilíndrica donde queda alojado y sujeto el cuerpo cilíndrico (13) del sensor, estando asociadas a dicha pieza del porta-sensor (15) unas varillas (16) en función de patas a las que se vincula una pieza (17) de adaptación y sujeción a la planta (8) en la que se instala el dendrómetro.

4. Dendómetro de precisión según reivindicación 3, caracterizado porque las varillas (16) están constituidas en un material tal que su coeficiente de dilatación es nulo, permitiendo así medir la variación constante de la planta (18) .