专利名称：液体混合浓度场检测方法
技术领域：
本发明涉及一种液体混合浓度场检测方法。更具体地说，涉及一种利用脱色反应 颜色变化的特点，来检测不同液体混合后整个混合区域浓度场的方法，属于植保机械领域。
背景技术：
混药是机械化施药的基本单元，其设计除了要考虑混药器水力学性能外(如流速、 压力降等)，更为重要的品质是混药均勻度。如果药液不能在目标靶区均勻分布，则只能按 分布的最小值来确定防治用药量，从而导致在分布的最大值处用药量超标。超标用药不仅 降低了农药的有效利用率，而且严重污染环境。因此，有必要对农药和水混合后整个混合区 域的浓度场均勻度进行检测，从而优化混药器结构参数达到提高农药有效利用率的目的。在对不同液体混合后浓度检测的现有技术中，申请者未发现有对不同液体混合后 整个混合区域浓度场检测的介绍。在对相近技术现有专利进行检索时发现，申请日期为 2008. 1. 16，申请号为200810019185. 5的中国专利《液体浓度检测装置及检测方法》公开 了一种利用不同浓度的溶液具有不同折光率的特点检测浓度的方法。但是上述检测方法 检测的仅仅是浓度场空间中单点或一小部分区域的浓度信息，而非整个混合区域的浓度信 息。类似上述这种检测浓度场区域中单点浓度或一小部分区域浓度的专利还有申请日期 为1994. 06. 28，申请号为94107246. 0的中国专利《用于混合在线探测混合物均勻性的设备 及方法》及申请日期为2006. 11. 8，申请号为200610114378. X的中国专利《一种检测不同物 质混合均勻度的方法》等。尽管一些光学测量设备(如PIV，PLIF等)可以对液体混合后整个混合区域进行浓 度场进行检测，但这些设备存在成本高且机动性不灵活等特点。
发明内容
本发明的目的是提供一种水和农药混合后整个混合区域浓度场检测方法。为达到上述目的，本发明采取的技术方案是无色的 NaSaQ溶液作为水的携流剂A，蓝色的淀粉I2溶液作为农药的携流剂B，然后将带有携流 剂的农药和水溶液同时注入到混药器中进行混合。随着混合过程的进行，混合液颜色会发 生变化。具体表现为随着混合时间的进行，蓝色的混合液逐渐变成无色。混合器混合区域 部分采用透明的材料，高速CCD相机通过透明的混合区域来获取农药和水混合后的图片， 对获取的图片经过灰度二值化、水平集和边界跟踪等图像处理等技术处理后表征浓度场信 息！
上述淀粉I2溶液为含有过量1°/Γ5%的KI作为溶剂的溶液； 上述淀粉I2溶液中淀粉为能充分溶解在农药中的直链淀粉； 上述淀粉I2溶液制备完成后须在空气中暴露广3小时后再使用； 上述NaS2O3溶液溶质为；
上述混合器混合区域部分采用透明的材料制作，如钢化玻璃、有机玻璃等；上述高速CXD相机与混合器之间的距离为5(T200cm ； 上述高速CCD相机的数量为1台或多台。本技术与现有技术相比，优势如下
(1)本技术采用的药剂均是易于获取的化学药剂，价格低廉；
(2)本技术利用两种化学药剂之间的脱色反应的颜色变化，然后用这种颜色变化来表 示浓度的变化，因而可以表征不同液体反应后整个混合浓度场的信息；
(3)本技术采用普通的高速CCD相机获取浓度场信息，避免了采用光学测量设备(如 PIV, PLIF等)带来的机动不灵活性。
图1为本发明的原理图。图2为实施本发明的整个系统示意图。其中1为混药器，2和2 ’为高速CXD相机。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步的说明。本发明的技术原理图如图1所示无色的NaS2Q3溶液作为水的携流剂A，蓝色的 I2 (淀粉)溶液作为农药的携流剂B，将带有携流剂的农药和水溶液分别同时注入到混药器 1中进行混合。在混合过程中混合液颜色会发生变化，具体表现为随着混合时间的进行，蓝 色的混合液逐渐变成无色。图2表示的是将带有携流剂的水和农药溶液分别通过(a)和(b)进口进入混药器 1，(c)为混合液出口。高速CCD相机2或2’用来获取农药和水混合后整个混合区域颜色 变化图像，获取的图片经灰度二值化、水平集和边界跟踪等图像处理等技术处理后来表征 浓度场信息。
权利要求
1.一种液体混合浓度场检测方法，其特征在于，无色的 NaS2Q3溶液作为水的携流剂A，蓝色的淀粉I2溶液作为农药的携流剂B，将带有携流剂A的 水和带有携流剂B的农药同时注入到混药器中进行混合；随着混合过程的进行，混合液颜 色会发生变化；混合器混合区域部分采用透明的材料，高速CCD相机通过透明的混合区域 来获取农药和水混合后的图片，对获取的图片经过灰度二值化、水平集和边界跟踪等图像 处理等技术处理后表征浓度场信息。
2.根据权利要求1所述的液体混合浓度场检测方法，其特征在于，所述淀粉I2溶液中 含有过量19Γ5%的KI作为溶剂的溶液。
3.根据权利要求1或2所述的液体混合浓度场检测方法，其特征在于，所述淀粉I2溶 液的淀粉I2为能充分溶解在农药中的直链淀粉。
4.根据权利要求3所述的液体混合浓度场检测方法，其特征在于，所述淀粉I2溶液制 备完成后须在空气中暴露广3小时再使用。
5.根据权利要求1所述的液体混合浓度场检测方法，其特征在于，所述NC2O3溶液溶 质为 NC2Q^H2O。
6.根据权利要求1所述的液体混合浓度场检测方法，其特征在于，所述高速CCD相机与 混合器之间的距离为5(T200cm。
7.根据权利要求1所述的液体混合浓度场检测方法，其特征在于，所述高速CCD相机的 数量为1台或2台以上。
全文摘要
本发明涉及一种用于液体混合浓度场表征的方法。更具体地说，涉及一种利用脱色反应颜色变化的特点，来表征不同液体混合后整个混合区域浓度场的方法。无色的NaS2O3溶液作为水的携流剂A，蓝色的淀粉I2溶液作为农药的携流剂B，将带有携流剂A的水和带有携流剂B的农药同时注入到混药器中进行混合；随着混合过程的进行，混合液颜色会发生变化；混合器混合区域部分采用透明的材料，高速CCD相机通过透明的混合区域来获取农药和水混合后的图片，对获取的图片经过灰度二值化、水平集和边界跟踪等图像处理等技术处理后表征浓度场信息。本发明简单实用，成本低且机动性好。
文档编号G01N21/78GK102087220SQ201010603080
公开日2011年6月8日 申请日期2010年12月24日 优先权日2010年12月24日
发明者徐溪超, 杨宁, 邱白晶 申请人:江苏大学