[0001] 本实用新型涉及森林监测技术领域，具体涉及一种森林可燃物含水率综合监测分析仪。

[0002] 森林火险的发生往往与可燃物含水率相关，特别是可燃物的含水率，是森林易燃程度的重要影响因素，可燃物通常是一些凋落的物体，例如树叶、树枝等。可燃物易燃程度分为两个因素，一是表层含水率，对于凋落物而言，表层含水率的干燥程度，决定了其是否可被点燃；二是整体含水率，整体的凋落物含水率，决定了火势蔓延和燃烧强度。

[0003] 在阳光不炙热的地区，长期未下雨的情况下，对于较厚的凋落物而言，其表层含水率相当干燥，可被点燃的情况下，底层的凋落物还往往可以滴水，整体含水率处于高位。这种含水率分布不均匀的情况，可能造成对森林火险的误判。因此在对可燃物含水率进行具体分析时，需要对其采取综合立体含水率判断。

[0004] 目前还尚未有对可燃物进行上述综合立体含水率判断的有效手段。对于可燃物含水率的分析，往往通过人工落叶进行烘干的方式来分析，而实测环境下，采样时重点采表层或是重点采底层，得出的可燃物含水率具有较大差别，无法准确反应正确的情况。实用新型内容

[0005] 本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种森林可燃物含水率综合监测分析仪。

[0006] 本实用新型的一个实施例提供一种森林可燃物含水率综合监测分析仪，包括：立杆、瞭望仓、微波探测器、红外多光谱探测器和白光多光谱探测器；

[0007] 所述瞭望仓设置在所述立杆的顶部，所述瞭望仓的水平高度高于可燃物的水平高度；

[0008] 所述微波探测器设置在所述立杆内，用于检测预定区域内的可燃物的整体含水率；

[0009] 所述红外多光谱探测器设置在所述瞭望仓内，用于检测所述预定区域内的表层可燃物的含水率；

[0010] 所述白光多光谱探测器设置在所述瞭望仓内，用于获取所述预定区域内的可燃物的信息。

[0011] 在一些可选的实施方式中，所述微波探测器包括设置在所述立杆内的微波收发装置和微波处理模块，所述微波收发装置用于发射和接收电磁信号，所述微波处理模块与所述微波收发装置信号连接，用于分析处理所述微波收发装置的铜环接受的电磁波以获得所述预定区域内的可燃物的整体含水率。

[0012] 在一些可选的实施方式中，所述微波收发装置连接有两个铜环，两个所述铜环分别用于发射和接收电磁信号。

[0013] 在一些可选的实施方式中，所述红外多光谱探测器包括设置在所述瞭望仓内的红外发射装置、采集装置和红外处理模块，所述红外发射装置用于发出相干光，所述采集装置用于采集所述预定区域内红外干涉图数据，所述红外处理模块与所述采集装置信号连接，用于根据所述红外干涉图数据获取所述预定区域内的表层可燃物的含水率。

[0014] 在一些可选的实施方式中，所述白光多光谱探测器包括图像采集装置和视觉分析处理模块，所述图像采集装置用于获取所述预定区域内的可燃物的图像，所述视觉分析处理模用于根据所述预定区域内的可燃物的图像来获取所述预定区域内的可燃物的信息。

[0015] 在一些可选的实施方式中，所述可燃物的信息包括可燃物类型、积雪覆盖情况、是否长草以及可燃物变化情况。

[0016] 在一些可选的实施方式中，所述瞭望仓的顶部的水平截面在从上到下的方向上逐渐增大。

[0017] 在一些可选的实施方式中，所述瞭望仓的四周凸出于所述立杆的侧面。

[0018] 在一些可选的实施方式中，所述瞭望仓的底部布置有透光结构。

[0019] 在一些可选的实施方式中，所述立杆的底部形成有锥形部。

[0020] 相对于现有技术，本实用新型的森林可燃物含水率综合监测分析仪通过红外光谱和电磁波探测相结合的方式，综合实现森林可燃物立体含水率的分析计算；另外，还可对观察范围内的可燃物进行视觉观察，判断可燃物的类型、是否覆盖积雪、是否长草等其他影响因素，从而形成综合判断森林的火灾风险。

[0021] 为了能更清晰的理解本实用新型，以下将结合附图说明阐述本实用新型的具体实施方式。

[0028] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定，“若干”的含义是一个或一个以上。

[0029] 请参阅图1和图2，本实用新型的一个实施例提供一种森林可燃物含水率综合监测分析仪，包括：立杆10、瞭望仓20、微波探测器30、红外多光谱探测器40和白光多光谱探测器50.

[0030] 瞭望仓20设置在立杆10的顶部，瞭望仓20的水平高度高于可燃物60的水平高度。

[0031] 请参阅图3，微波探测器30设置在立杆10内，用于检测预定区域内的可燃物60的整体含水率。微波探测器30包括设置在立杆10内的微波收发装置31和微波处理模块32，微波收发装置31连接有两个铜环33，两个铜环33用于发射和接收电磁信号，微波处理模块32与微波收发装置31信号连接，用于分析处理微波收发装置31的铜环33接受的电磁波以获得预定区域内的可燃物60的整体含水率。水分含量越高,电磁波频率越低，因此基于可燃物60的含水率变化，微波处理模块32对接收的电磁信号进行处理分析可获得预定区域范围内的可燃物60的整体含水率。但是由于环境原因，表层可燃物60含水率与底层可燃物60含水率存在差别，有时出现表层可燃物60较干而底层可燃物60较湿，因此需要通过红外多光谱探测器40来检测表层可燃物60的含水率。

[0032] 红外多光谱探测器40设置在瞭望仓20内，用于检测预定区域内的表层可燃物60的含水率。红外多光谱探测器40包括设置在瞭望仓20内的红外发射装置41、采集装置42和红外处理模块43，红外发射装置41用于发出相干光，红外发射装置41具体可采用红外LED灯珠来实现发射相干光，采集装置42用于采集预定区域内红外干涉图数据，红外处理模块43与采集装置42信号连接，用于根据红外干涉图数据获取预定区域内的表层可燃物60的含水率。采集装置42还可采集具有相干光时的光数据和没有红外发射装置41补光情况下的自然环境下的光数据，根据没有红外发射装置41补光情况下的自然环境下的光数据来去除具有相干光时的光数据中环境光的影响，从而得到红外干涉图数据。

[0033] 红外处理模块43将采集装置42采集到的检测光分成两束，这两束光是宽带的相干光，会发生干涉。相干的红外光照射到可燃物60上，经采集装置42采集，获得含有可燃物60信息的红外干涉图数据。根据干涉的原理，入射光的频率越大，干涉条纹间距越小。不同波长形成的干涉圈不一致。因此，通过干涉条纹的不同位置，我们可将红外光的不同频率分离出来。由于水对不同频率的红外光的吸收效果不同，水对一些特定频率范围内红外光的吸收效果很强，如果采集装置42采集到的在特定频率范围内的红外光的强度比较弱，则说明含水率比较高，因此可以判断预定区域内的表层可燃物60的含水率。

[0034] 请参阅图4，白光多光谱探测器50设置在瞭望仓20内，用于获取预定区域内的可燃物60的信息。白光多光谱探测器50包括图像采集装置51和视觉分析处理模块52，图像采集装置51用于获取预定区域内的可燃物60的图像，视觉分析处理模用于根据预定区域内的可燃物60的图像来获取预定区域内的可燃物60的信息，可燃物60的信息包括可燃物60类型、积雪覆盖情况、是否长草以及可燃物60变化情况等等。为了方便获取白光状态下的图像，白光多光谱探测器50还可以增设补光白灯，补光白灯布置在瞭望仓20内，发出的光线可通过透光结构21射出到瞭望仓20。

[0035] 当表层可燃物60含水率较低，而可燃物60的整体含水率偏高时，判断可燃物60表层干，但内部未干透，这种情况下可燃物60可被点燃，但火灾蔓延风险较小。这种状态往往发生在表层经常被日晒风吹，但温度并不高，内部并未干透的情况。

[0036] 当表层可燃物60含水率较低，而可燃物60的整体含水率也较低时，可燃物60基本干透，这种情况下可燃物60可被点燃，且火灾蔓延风险较大。这种状态往往发生在长期干旱的情况或太阳炙烤情况下。

[0037] 当表层可燃物60含水率较高，而可燃物60的整体含水率也较高时，判断可燃物60不易被点燃，且火灾蔓延风险较小。这种状态往往发生在雨后不久。

[0038] 当表层可燃物60含水率较高，而可燃物60的整体含水率却偏低时，判断可燃物60不易被点燃，但一旦点燃火险有一定蔓延风险。这种状态往往发生在长期干燥后下了毛毛雨的情况，在这种情况下，尽管刚下雨，但极易再恢复迅速干燥的状态。

[0039] 基于上述的情况，在通过视觉分析来判断可燃物60的信息，基于不同的可燃物60的信息，火灾蔓延风险也是不同的。

[0040] 可燃物60类型即判断是什么类型的落叶、枯枝等等，不同可燃物60的类型对应的被点燃的可能性都是不同的。

[0041] 在存在积雪覆盖的情况下，无论含水率高低，都不易点燃。

[0042] 当长草情况出现时，火灾风险为间或性发生，返青状态下火险相对不容易发生，但表层可燃物60的含水率比较低时仍然可被点燃。

[0043] 可燃物60变化情况指可燃物60逐渐腐烂或被风吹或动物破坏的状态，这些情况野回影响可燃物60被点燃的可能性。

[0044] 通过上述方式，实现对可燃物60状态的综合判断。

[0045] 为了方便红外多光谱探测器40和白光多光谱探测器50能够接受瞭望仓20下方的光线，在一些可选的实施方式中，瞭望仓20的顶部的水平截面在从上到下的方向上逐渐增大，从而避免瞭望仓20顶部积水。

[0046] 在一些可选的实施方式中，瞭望仓20的四周凸出于立杆10的侧面，从而避免立杆10遮挡来自瞭望仓20下方的光线。瞭望仓20的底部布置有透光结构21，透光结构21供光线进入瞭望仓20内或者射出至瞭望仓20外。

[0047] 在一些可选的实施方式中，立杆10的底部可选择地布置锥形部或者其它合适固定结构，亦或者不设置锥形部或者其它合适固定结构。

[0048] 尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。