一种肥药注射扩散机理测试试验台装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了肥药注射扩散领域的一种肥药注射扩散机理测试试验台装置及方法，用以解决目前肥药注射扩散机理研究中存在的问题。该装置由试验台、土箱、土槽、注射部分和采样部分构成；其中，土箱、注射部分、采样部分分别依次固定于所述试验台上。该方法为：首先用石蕊对试验土壤进行处理；然后根据不同土层石蕊的颜色判断土壤的酸碱度，确定土壤中肥药的浓度；之后，确定等浓度曲面，实现肥药注射的定量分析；最后，还可以根据固有的扩散模型评估肥药注射扩散效果。本发明专利技术实现了一种肥药注射扩散机理测试试验台装置及方法，首次对土壤内部注射扩散进行定量研究，并采用浓度等值线参数评价扩散效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及肥药注射扩散领域，特别涉及一种肥药注射扩散机理测试试验台装置 及方法。
技术介绍
土壤肥药注射机械能将药液直接注射到地面以下土壤中，直接针对土壤中寄生的 病虫害，具有针对性强，直击病灶的优势，针对根结线虫等顽疾防治效果很好。而且减少药 液接触空气挥发的问题，省药效果明显。肥药试验台目前的技术主要包括喷雾特性试验台、 固态施肥播种土槽试验台等，解决的主要是喷雾地面沉积的均匀性和固体颗粒肥料用量问 题。 现有的试验台目前的技术主要包括喷雾特性试验台、固态施肥播种土槽试验台 等，解决的主要是喷雾地面沉积的均匀性和固体颗粒肥料用量问题，对于土壤中农药和肥 料的扩散未能涉及。 目前存在一种液体肥施肥试验台，用来判断液体肥施肥过程中的液泵功率消耗与 喷头喷量、压力之间关系、各喷头的实际压力与流量、单喷头在土壤中实际施肥效果试验。 然而，该技术描述的结构无法对注射的扩散机理进行精准定量的测试。同时也无法对扩散 在时间维度上的规律进行探索研究，更不能根据扩散机理得出可以进一步用于注肥和施药 的数学模型，无法为基础理论研究提供条件。 本专利技术主要针对肥药注射扩散机理测试开发装置并进行测试，通过该专利技术能非常 准确的得出肥和药的溶液在扩散机理并得出扩散模型。对于深入研究不同土壤条件下施肥 施药参数变化的扩散有重要意义，能提供基础理论研究平台。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提出，用以解 决目前肥药注射扩散领域研究中存在的问题。 为实现上述目的，本专利技术提出的技术方案是，一种肥药注射扩散机理测试试验台 装置，其特征在于，所述装置由试验台、土箱、注射部分、采样部分构成； 所述土箱、注射部分、采样部分分别固定于所述试验台上； 所述土箱固定于所述试验台左侧，用来存放试验土壤； 所述注射部分固定所述试验台上，与所述土箱相邻，用于对试验土壤注射肥药； 所述采样部分位于所述试验台上，与所述注射部分相邻，用于采集不同土壤层的 土壤图像信息。 所述试验台周围覆盖塑料履带，用于传输试验土壤。 所述土箱内部有45度侧板，用来减轻土壤堆积挤压。 所述注射部分由弹簧、机架、从动轮、转动接头、注射头构成； 所述弹簧的水平一端固定在专门的所述机架上，另一端固定于所述从动轮，所述 从动轮中心与所述转动接头进口相连，所述转动接头有36个出口，分别与固定在所述从动 轮圆周上的36个所述注射头相连，用于控制36个所述注射头； 所述弹簧采用记忆合金材料，能自动回复原有螺旋状态，避免形变影响后续试验 精准性； 当且仅当所述注射头与地面垂直时，所述转动接头打开，开始注射，当转动一定角 度时，注射停止，循环往复； 所述角度可以通过更换所述转动接头的不同腔体大小随意调节。 所述采样部分由若干采样单元构成。 所述采样单元由土槽、刮土器、摄像部分构成； 所述土槽固定于所述试验台上； 所述刮土器固定于所述土槽一侧； 所述摄像部分固定于所述试验台上，位于所述土槽上方。 所述土槽由尼龙塑料板制成的两侧挡板和所述塑料履带构成。 所述刮土器由电动推杆、尼龙刮板构成； 所述电动推杆固定于所述刮土器部分内部，固定方向为伸出方向与所述履带前进 方向垂直，用于驱动所述尼龙刮板； 所述尼龙刮板用于将表层土刮开到挡板一侧，露出下方的土壤。 所述摄像部分由摄像头、支撑杆、采集器构成； 所述摄像头固定在所述刮土器部分上方，通过所述支撑杆调节高度，并通过电缆 与所述采集器相连，所述采集器连接上位机。 一种肥药注射扩散机理测试试验方法，其特征是所述方法包括下列步骤： 步骤1 :准备好试验土壤，并用石蕊进行处理； 步骤2 :在测试试验装置上，将试验肥药溶液进行注射，并启动装置，移动履带，通 过自动分层装置移动逐层刮土，采用摄像头Ci-C；采集对应的分层图像数据Ii-Ie，并自动记 录分层图像数据Ii-Ie所对应的时间Ti-Te ; 步骤3:将分层图像数据I「I6中石蕊变化色的色值I(x(1)，y (1)，ζω)转化为HSV 模型，提取其中的亮度参数以，，/1)，2(1))，并将其作为灰度值6(，，/ 1)，2(1))，其中^1)， y(1)，ζ(1)分别为第1层土壤图像X，y，ζ轴的相对坐标值，1 = 1，2, ·，6,表示第1层土壤； 步骤4:根据公式叭，，7(1)，2 (1))=1^*6(1(1)，7(1)，2 (1))，将第1层土壤图像灰度 值G(x(1)，y(1)，ζ (1))转化为扩散浓度值N(x(1)，y(1)，ζ(1))，其中K Tte为转换系数； 步骤5 :对第1个摄像头采集的1层土壤图像h中所有点的相对坐标（x(1)，y(1)， z(1))进行修正，得到绝对坐标（x，y，z)，因此修订公式为： 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种肥药注射扩散机理测试试验台装置，其特征在于，所述装置由试验台、土箱、注射部分、采样部分构成；所述土箱、注射部分、采样部分分别固定于所述试验台上；所述土箱固定于所述试验台上左侧，用来存放试验土壤；所述注射部分固定于所述试验台上，与所述土箱相邻，用于对试验土壤注射肥药；所述采样部分位于所述试验台上，与所述注射部分相邻，用于采集不同土壤层的土壤图像信息。

【技术特征摘要】
1. 一种肥药注射扩散机理测试试验台装置，其特征在于，所述装置由试验台、土箱、注 射部分、采样部分构成； 所述土箱、注射部分、采样部分分别固定于所述试验台上； 所述土箱固定于所述试验台上左侧，用来存放试验土壤； 所述注射部分固定于所述试验台上，与所述土箱相邻，用于对试验土壤注射肥药； 所述采样部分位于所述试验台上，与所述注射部分相邻，用于采集不同土壤层的土壤 图像信息。2. 根据权利要求1所述的一种肥药注射扩散机理测试试验台装置，其特征在于，所述 试验台周围覆盖塑料履带，用于传输试验土壤。3. 根据权利要求1所述的一种肥药注射扩散机理测试试验台装置，其特征在于，所述 土箱内部有45度侧板，用来减轻土壤堆积挤压。4. 根据权利要求1所述的一种肥药注射扩散机理测试试验台装置，其特征在于，所述 注射部分由弹簧、机架、从动轮、转动接头、注射头构成； 所述弹簧的水平一端固定在专门的所述机架上，另一端固定于所述从动轮，所述从动 轮中心与所述转动接头进口相连，所述转动接头有36个出口，分别与固定在所述从动轮圆 周上的36个所述注射头相连，用于控制36个所述注射头； 所述弹簧采用记忆合金材料，能自动回复原有螺旋状态，避免形变影响后续试验精准 性； 当且仅当所述注射头与地面垂直时，所述转动接头打开，开始注射，当转动一定角度 时，注射停止，循环往复； 所述角度可以通过更换所述转动接头的不同腔体大小随意调节。5. 根据权利要求1所述的一种肥药注射扩散机理测试试验台装置，其特征在于，所述 采样部分由若干采样单元构成。6. 根据权利要求1所述的一种肥药注射扩散机理测试试验台装置，其特征在于，所述 采样单元由土槽、刮土器、摄像部分构成； 所述土槽固定于所述试验台上； 所述刮土器固定于所述土槽一侧； 所述摄像部分固定于所述试验台上，位于所述土槽上方。7. 根据权利要求1所述的一种肥药注射扩散机理测试试验台装置，其特征在于，所述 土槽由尼龙塑料板制成的两侧挡板和所述塑料履带构成。8. 根据权利要求1所述的一种肥药注射扩散机理测试试验台装置，其特征在于，所述 刮土器由电动推杆、尼龙刮板构成； 所述电动推杆固定于所述刮土器内部，固定方向为伸出方向与所述履带前进方向垂 直，用于驱动所述尼龙刮板； 所述尼龙刮板用于将表层土刮开到挡板一侧，露出下方的土壤。9. 根据权利要求1所述的一种肥药注射扩散机理测试试验台装置，其特征在于，所述 摄像部分由摄像头、支撑杆、采集器构成； 所述摄像头固定在所述刮土器部分上方，通过所述支撑杆调节高度，并通过电缆与所 述采集器相连，所述采集器连接上位机。10. -种肥药注射扩散机理测试试验方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤： 步骤1 :准备好试验土壤，并用石蕊进...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁力钧，马伟，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11