The invention relates to an on-line continuous pesticide droplet deposition characteristic detection device and method, which comprises a droplet collection and elution darkbox, an infrared imaging sensor, a droplet infrared detection mechanism, a polyester transparent transmission belt and a Zigbee networking device box, and a droplet infrared detection mechanism including a detection darkbox, as well as a MCU main control board and a plurality of detection units located inside the detection darkbox. The optical signal voltage transmission module of the unit converts the intensity signal of the infrared light source received by the infrared receiving sensor into a first-order fog droplet voltage analog signal and transmits it to the MCU main control board. The MCU main control board converts the first-order fog droplet voltage analog signal of each detection unit into a first-order fog droplet voltage digital signal, and calculates the first-order fog droplet voltage digital signal, and obtains a second-order fog droplet voltage analog signal. The digital signal of droplet voltage is uploaded to the control terminal through Zigbee networking device for monitoring, and the on-line continuous detection of pesticide droplet deposition characteristics is finally realized.
【技术实现步骤摘要】
在线连续农药雾滴沉积特性检测装置及方法
本专利技术涉及一种在线连续农药雾滴沉积特性检测装置及方法，主要用于农业航空以及地面植保过程中对农作物作业效果以及喷头喷雾性能的技术评估，可实现雾滴沉积量的快速检测，且可以连续多次对雾滴进行采样。
技术介绍
目前在农业植保领域中，评定植保机械性能优劣的主要指标之一是喷雾质量，包括覆盖率、飘移性和均匀性。覆盖率、飘移性与雾滴沉积量相关，均匀性与雾滴在靶标的分布参数相关。因此，优化雾滴参数检测技术对进一步提高喷雾质量有重要意义。传统的雾滴分布检测方法分为两种：水敏试纸着色法和分光光度仪洗脱法。第一种是人工利用水敏试纸收集雾滴，将采集后的水敏试纸进行扫描，而后再利用图像处理等技术对雾滴的特性参数进行估算；第二种是对附着在采集板上面的雾滴进行洗脱，制成样本溶液，逐一进行吸光度检测，进而确定农药雾滴的沉积量。这两种方法都存在相同的缺陷，无法对雾滴进行实时检测，只能进行线下检测，误差大且增加劳动强度，效率低。中国专利技术专利申请(公开号：CN106442545A)公开了一种农药雾滴沉积与蒸发检测装置，所述装置包括依次连接的共平面插指式电容...
【技术保护点】
1.一种在线连续农药雾滴沉积特性检测装置，其特征在于：该装置包括雾滴收集与洗脱暗箱(1)、红外成像传感器(7)、雾滴红外检测机构(23)、聚酯透明传输带(33)和Zigbee组网装置盒(30)；所述雾滴收集与洗脱暗箱(1)包括顶板(24)和底板(29)，所述顶板(24)与底板(29)之间竖直地固接有回收腔隔板(9)和洗脱腔隔板(26)；雾滴收集与洗脱暗箱(1)被回收腔隔板(9)和洗脱腔隔板(26)依次分为三个腔室：雾滴回收腔(5)、洗脱腔(27)和检测腔(35)；其中，雾滴回收腔(5)与洗脱腔(27)之间通过回收腔隔板(9)隔开，洗脱腔(27)与检测腔(35)之间通过洗脱腔...
【技术特征摘要】
1.一种在线连续农药雾滴沉积特性检测装置，其特征在于：该装置包括雾滴收集与洗脱暗箱(1)、红外成像传感器(7)、雾滴红外检测机构(23)、聚酯透明传输带(33)和Zigbee组网装置盒(30)；所述雾滴收集与洗脱暗箱(1)包括顶板(24)和底板(29)，所述顶板(24)与底板(29)之间竖直地固接有回收腔隔板(9)和洗脱腔隔板(26)；雾滴收集与洗脱暗箱(1)被回收腔隔板(9)和洗脱腔隔板(26)依次分为三个腔室：雾滴回收腔(5)、洗脱腔(27)和检测腔(35)；其中，雾滴回收腔(5)与洗脱腔(27)之间通过回收腔隔板(9)隔开，洗脱腔(27)与检测腔(35)之间通过洗脱腔隔板(26)隔开；所述雾滴回收腔(5)对应的顶板(24)上设有回收腔雾滴采集口(6)，雾滴回收腔(5)内设有农药回收盒(2)；所述红外成像传感器(7)固接在雾滴回收腔(5)的侧壁或回收腔隔板(9)上，在竖直方向位于回收腔雾滴采集口(6)与农药回收盒(2)之间；所述洗脱腔(27)对应的顶板(24)上设有洗脱腔雾滴采集口(21)；检测腔(35)内设有Zigbee组网装置盒(30)；所述洗脱腔(27)和检测腔(35)的同一侧的侧壁上分别设有通过电机驱动旋转的主动轴(20)、第一从动轴(32)、第二从动轴(28)和第三从动轴(12)；其中，所述主动轴(20)和第三从动轴(12)分别位于洗脱腔(27)的的侧壁的上部和下部，所述第一从动轴(32)和第二从动轴(28)分别位于检测腔(35)的的侧壁的上部和下部；所述聚酯透明传输带(33)套设在主动轴(20)、第一从动轴(32)、第二从动轴(28)和第三从动轴(12)上，使得聚酯透明传输带(33)沿着其运动方向依次分为以下四个连续的部分：包括洗脱腔(27)内和检测腔(35)内的部分的上层带、位于检测腔(35)内的第一侧边带、包括洗脱腔(27)内和检测腔(35)内的部分的下层带以及位于洗脱腔(27)内的第二侧边带；其中，所述上层带在洗脱腔(27)内的部分位于洗脱腔雾滴采集口(21)的下方；所述洗脱腔隔板(26)的上部和下部分别开设有上输送口(22)和下输送口(13)，所述聚酯透明传输带(33)的上层带从上输送口(22)中穿过，下层带从下输送口(13)中穿过；所述聚酯透明传输带(33)的第一侧边带的外侧设有一与第一侧边带的外表面接触的一级脱水棉辊(34)；所述聚酯透明传输带(33)的第二侧边带的外侧设有一与第二侧边带的外表面接触的二级脱水棉辊(15)；所述雾滴红外检测机构(23)固接在检测腔(35)内，位于聚酯透明传输带(33)的上层带的正下方；所述洗脱腔隔板(26)上的下输送口(13)的上方设有一霍尔传感器(55)；所述聚酯透明传输带(33)的侧边缘固接有一磁片(56)；所述霍尔传感器(55)对磁片(56)进行脉冲检测；所述雾滴红外检测机构(23)包括检测暗箱(52)，以及位于检测暗箱(52)内部的MCU主控板和多个检测单元(53)；所述检测暗箱(52)的上端面设有与洗脱腔雾滴采集口(21)的尺寸相同的检测口(50)；多个检测单元(53)沿聚酯透明传输带(33)的上层带的输送方向构成多排检测单元排，相邻的检测单元排的检测单元(53)交错布置；每个检测单元(53)均包括红外发射传感器(49)、红外接收传感器(51)和光信号电压传输模块，所述红外发射传感器(49)和红外接收传感器(51)朝向检测口(50)上方的聚酯透明传输带(33)的上层带，且二者相对于聚酯透明传输带(33)的法线相互对称布置，所述红外发射传感器(49)和红外接收传感器(51)之间的夹角为84°～126°。2.根据权利要求1所述的在线连续农药雾滴沉积特性检测装置，其特征在于：所述MCU主控板通过Zigbee组网装置盒(30)获取由控制终端发送的检测模式指令，选择喷头磨损检测模式或雾滴沉积量均匀性检测模式；MCU主控板接收红外成像传感器(7)发送的脉冲信号，并根据红外成像传感器(7)发送的脉冲信号控制主动轴(20)的电机开启以及各检测单元(53)的红外发射传感器(49)和红外接收传感器(51)开启；所述MCU主控板接收霍尔传感器(55)发送的脉冲信号，并根据霍尔传感器(55)发送的脉冲信号确定是否关闭主动轴(20)的电机以及各检测单元(53)的红外发射传感器(49)和红外接收传感器(51)；各检测单元(53)的光信号电压传输模块将红外接收传感器(51)接收到的雾滴红外光源强度信号转换为一级雾滴电压模拟信号后传送至MCU主控板；MCU主控板将各检测单元(53)的一级雾滴电压模拟信号模数转换为一级雾滴电压数字信号，并对一级雾滴电压数字信号进行计算，获得一个二级雾滴电压数字信号，最后通过Zigbee组网装置(30)上传至控制终端进行监控，最终实现在线连续农药雾滴沉积特性检测。3.根据权利要求1所述的在线连续农药雾滴沉积特性检测装置，其特征在于：所述洗脱腔(27)内部，洗脱腔隔板(26)与回收腔隔板(9)之间固接有一位于二级脱水棉辊(15)上方的倾斜的挡水板(17)，所述挡水板(17)将洗脱腔(27)分隔为上下两个部分，其中挡水板(17)与洗脱腔隔板(26)的连接端为高端，与回收腔隔板(9)的连接端为低端；所述挡水板(17)的中部开设一传输带口(16)，所述聚酯透明传输带(33)的第二侧边带由所述传输带口(16)中穿过，并与挡水板(17)相互垂直；所述回收腔隔板(9)上与挡水板(17)的连接处开有一位于农药回收盒(2)的上方的泄水通道(8)。4.根据权利要求1所述的在线连续农药雾滴沉积特性检测装置，其特征在于：所述一级脱水棉辊(34)或二级脱水棉辊(15)设置在张紧装置(11)上；所述张紧装置(11)包括由上至下依次固接在回收腔隔板(9)上的第一铰链座(43)、第二铰链座(45)和第三铰链座(46)，以及光滑杆(37)、圆筒套管(38)、压紧弹簧(39)、圆筒卡箍(40)、转臂(14)和连臂(44)；所述第一铰链座(43)、第二铰链座(45)和第三铰链座(46)均具有一水平销；所述圆筒卡箍(40)、压紧弹簧(39)和圆筒套管(38)从上至下依次滑动套接在光滑杆(37)上，所述压紧弹簧(39)的上端和下端分别与圆筒卡箍(40)和圆筒套管(38)固接，所述圆筒卡箍(40)通过紧定螺母(42)固定在光滑杆(37)上；所述光滑杆(37)的上端和下端分别通过水平销安装在第一铰链座(43)和第二铰链座(45)上；所述转臂(14)的一端通过水平销安装在第三铰链座(46)上，另一端固接一“U”形卡管(47)；“U”形卡管(47)上设有一转辊轴(48)，所述二级脱水棉辊(15)安装在转辊轴(48)上；所述连臂(44)的一端转动连接在圆筒套管(38)上，另一端转动连接在转臂(14)的中部。5.根据权利要求1所述的在线连续农药雾滴沉积特性检测装置，其特征在于：所述在线连续农药雾滴沉积特性检测装置进一步包括传输带张紧报警机构，所述传输带张紧报警机构包括弹簧张紧限位开关(18)和皮带松弛限位开关(19)，所述弹簧张紧限位开关(18)和皮带松弛限位开关(19)设置在挡水板(17)的传输带口(16)的边缘处，其中，弹簧张紧限位开关(18)位于聚酯透明传输带(33)的第二侧边带的外侧，皮带松弛限位开关(19)位于聚酯透明传输带(33)的第二侧边带的内侧。6.一种利用如权利要求1-5任意一项所述的在线连续农药雾滴沉积特性检测装置的在线连续农药雾滴沉积特性检测方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：a、建立雾滴沉积量与一级电压数字信号的电压的关系模型：检测前，分别采用分光光度仪洗脱法和在线连续农药雾滴沉积特性检测装置的雾滴红外检测机构(23)对多个雾滴沉积时间依次递增的标准液雾滴样本进行检测，分别获得多个不同时间长度的雾滴沉积量和多个不同时间长度的一级雾滴电压数字信号，经多项式拟合后，建立雾滴沉积量与电压数字信号的电压的关系曲线，从而确定误差修正系数k；b、检测模式选择及雾滴探测阶段：将在线连续农药雾滴沉积特性检测装置摆放在田间农药喷洒装置的喷雾作业区域内，M...
【专利技术属性】
技术研发人员：祁力钧，吴亚垒，张豪，程浈浈，刘婠婠，肖雨，杨泽鹏，伊丽莎白·穆西，杨知伦，高春花，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。