本发明专利技术涉及农业机械技术领域，公开了一种超声防堵再混合水肥机装置，包括水肥机管道、固定部件，固定部件包括换能器固定部件及传感器固定部件，换能器固定部件将超声波模块固定在水肥机管道上，在换能器固定部件的两端通过传感器固定部件将震动传感器固定在水肥机管道上。超声防堵再混合水肥机装置还包括监测模块，监测模块连接所述超声波模块及震动传感器，通过调整参数得到卷积神经训练数据，池化降维得到神经网络，进而智能识别震动波形的分类，监测模块通过震动波形的分类可调整超声波模块工况参数，实现智能调整最优清洁的工况参数及稳定施肥效率，同时细化肥料提高肥料利用率。率。率。
【技术实现步骤摘要】
一种超声防堵再混合水肥机装置
[0001]本专利技术涉及农业机械
，具体涉及一种超声防堵再混合水肥机装置。
技术介绍
[0002]水肥机长时间的使用会因管道中营养丰富长出许多的藻类以及管道内壁会掺杂大量水垢或者肥料杂质，肥料的在管道的大量堆积会造成水肥机的堵塞，不仅影响水肥机的正常工作，还降低了肥料的利用效率和水肥混合均匀程度，最终影响作物的生长。传统清洗疏通水肥机需要分解拆卸甚至需更换水肥机的相关部件，不仅效率低下而且清洗方式复杂。卷积神经网络是一种模仿大脑视觉皮质进行图像识别和处理的深度网络，可以有效运用在震动信号的识别。因此，设计一种超声防堵再混合水肥机装置可以起到预防水肥机堵塞以及对水肥二次混合的效果，并且提高除藻类防止堵塞的效率，提高了施肥的稳定性，保障农作物的产量。
技术实现思路
[0003]为了克服上述的缺点，本专利技术提供一种超声防堵再混合水肥机装置，将超声波的空化效应与智能水肥机结合，以解决上述问题。
[0004]本专利技术提供如下的技术方案：
[0005]一种超声防堵再混合水肥机装置，包括水肥机管道固定部件，还包括固定部件、震动传感器、超声波模块以及监测模块；所述固定部件包括换能器固定部件及传感器固定部件，所述超声换能器固定部件将超声波模块固定在所述水肥机管道上，超声波模块的两侧均设置有震动传感器，震动传感器通过传感器固定部件固定于水肥机管道上，所述监测模块连接所述超声波模块以及震动传感器。
[0006]在本专利技术较佳的技术方案中，所述超声波模块包括超声波发射装置及超声换能器，所述超声波发射装置与超声换能器连接，所述超声换能器固定部件将所述超声换能器固定于所述水肥机管道上。
[0007]在本专利技术较佳的技术方案中，所述超声换能器内包含两个以上阵元。
[0008]在本专利技术较佳的技术方案中，所述监测模块与所述超声波发射装置连接。
[0009]在本专利技术较佳的技术方案中，所述监测模块包括信号处理模块、数据储存模块以及显示模块，数据储存模块、显示模块分别与信号处理模块电连接。
[0010]在本专利技术较佳的技术方案中，至少两个所述震动传感器连接到所述监测模块的所述信号处理模块。
[0011]在本专利技术较佳的技术方案中，所述数据储存模块存储所述超声波发射装置处于工况时，所述震动传感器采集的震动波形数据及卷积神经训练样本数据。
[0012]在本专利技术较佳的技术方案中，通过调整超声时间、所述超声波发射装置功率、超声波频率、所述超声防堵再混合水肥机装置使用时间、水肥液浓度、肥料种类及堵塞物类型，得到初始输入层数据，池化降维，得到卷积神经网络，并获取所述卷积神经训练样本数据的
所述震动波形数据。
[0013]在本专利技术较佳的技术方案中，所述超声波发射装置处于工况时，给定所述卷积神经训练样本数据特定的所述超声波发射装置功率、超声波频率、所述超声防堵再混合水肥机装置使用时间、水肥液浓度、肥料种类一个参数值及一种参数类型，N个所述震动传感器采集待识别震动波形数据，输入已训练所得的所述卷积神经网络，识别所述震动波形数据对应的堵塞物类型分类信息，进而优化调整所述超声波发射装置的工况参数；
[0014]将已优化调整的所述超声波发射装置的工况参数再次输入所述数据储存模块中的所述卷积神经训练样本数据作为输入层数据，重复池化降维，调整所述卷积神经网络。
[0015]所述数据储存模块存储所述超声波发射装置处于工况时，N个所述震动传感器采集的震动波形数据及卷积神经训练样本数据。
[0016]通过调整超声时间、所述超声波发射装置功率、超声波频率、所述超声防堵再混合水肥机装置使用时间、水肥液浓度、肥料种类及堵塞物类型，得到初始输入层数据，使用误差反向传播算法对卷积神经网络中的参数训练，得到卷积神经网络，并获取所述卷积神经训练样本数据的所述震动波形数据。在反向误差计算中，卷积层改写为全连接层，池化层改写为部分连接的全连接层。卷积核的权重调整从最上层的连接权重进行逐层调整，并使用交叉熵代价函数作为误差函数。将每个池化区域内的单元分别与其池化后得到的单元相连，池化层改为部分连接的全连接层，误差在与之相连的每个单元之间传播，确定每个连接的权重。
[0017]所述超声波发射装置处于工况时，给定所述卷积神经训练样本数据特定的所述超声波发射装置功率、超声波频率、所述超声防堵再混合水肥机装置使用时间、水肥液浓度、肥料种类一个参数值及一种参数类型，N个所述震动传感器采集待识别震动波形数据，输入已训练所得的所述卷积神经网络，识别所述震动波形数据对应的堵塞物类型分类信息，进而优化调整所述超声波发射装置的工况参数。
[0018]优选地，调整所述超声波发射装置的工况参数包括所述超声波发射装置功率、超声波频率及超声时间。
[0019]优选地，将已优化调整所述超声波发射装置的工况参数再次输入所述数据储存模块中的所述卷积神经训练样本数据作为输入层数据，重复池化降维，调整所述卷积神经网络，实现深度学习中的有监督特征学习。
[0020]本专利技术提供的超声防堵再混合水肥机装置，其有益效果有：
[0021](1)将超声波的空化效应与智能水肥机结合，调试出了清洗效果达到最佳时发射超声波的功率以及频率，可以达到非接触式清洗疏通水肥机的效果，节省人力成本；
[0022](2)通过换能器固定部件的可拆卸性来多方位的清洗疏通水肥机，提高了防止堵塞的效率以及防止堵塞的效果，并且提高了施肥的稳定性；
[0023](3)在超声发射装置工作时，超声波会在水肥液中产生空化效应，对水肥液中较大的肥料颗粒进行细化，加深肥在水中的混合程度，最终实现水肥二次混合的效果，提高肥料的利用率；
[0024](4)通过震动传感器对清洗效果进行监测，可以有效的监测超声波对水肥机的清洗效果，并且确定设备启动频率和时间，节省电能的消耗，还对水肥机设计了清水
‑
水肥
‑
清水模式的施肥灌溉方式，使得水肥机的防堵塞的效果达到最佳。
附图说明
[0025]图1为本专利技术超声防堵再混合水肥机装置超声波模块和传感器模块俯视结构图；
[0026]图2为本专利技术超声防堵再混合水肥机装置超声波模块和传感器模块左视结构图；
[0027]图3为本专利技术超声防堵再混合水肥机装置各模块组成结构示意图；
[0028]图4为本专利技术不同参数条件传感器模块收集的震动波形示意图；
[0029]图5为本专利技术训练样本与已池化全连接震动波形对比示意图。
[0030]图中：1为超声换能器，2为震动传感器，3为传感器固定部件，4为换能器固定部件，6为水肥机管道，8为超声波发射装置；91为金属堵塞物数据特征，92为藻类堵塞物数据特征，10为传感器导线，11为超声换能器导线。
具体实施方式
[0031]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超声防堵再混合水肥机装置，其特征在于：包括水肥机管道(6)，还包括固定部件、震动传感器(2)、超声波模块以及监测模块；所述固定部件包括换能器固定部件(4)及传感器固定部件(3)，所述超声换能器(1)固定部件将超声波模块固定在所述水肥机管道(6)上，超声波模块的两侧均设置有震动传感器(2)，震动传感器(2)通过传感器固定部件(3)固定于水肥机管道(6)上，所述监测模块连接所述超声波模块以及震动传感器(2)。2.根据权利要求1所述超声防堵再混合水肥机装置，其特征在于：所述超声波模块包括超声波发射装置(8)及超声换能器(1)，所述超声波发射装置(8)与超声换能器(1)连接，所述超声换能器(1)固定部件将所述超声换能器(1)固定于所述水肥机管道(6)上。3.根据权利要求2所述超声防堵再混合水肥机装置，其特征在于：所述超声换能器(1)内包含两个以上阵元。4.根据权利要求2所述超声防堵再混合水肥机装置，其特征在于：所述监测模块与所述超声波发射装置(8)连接。5.根据权利要求1所述超声防堵再混合水肥机装置，其特征在于：所述监测模块包括信号处理模块、数据储存模块以及显示模块，数据储存模块、显示模块分别与信号处理模块电连接。6.根据权利要求5所述超声防堵再混合水肥机装置，其特征在于：至少两个所述震动传感...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁忠伟，古亮亮，刘晓初，邹涛，张宇鹏，萧金瑞，黄珊珊，乐祥斌，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：
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