本发明涉及农业生产技术领域，具体涉及一种喷药雾滴漂移多参数实时测量装置。
背景技术：
雾滴漂移测定对于植物保护非常重要，是评价喷药质量的重要环节。
传统的雾滴漂移测定是采用水敏纸或鱼线采集到雾滴后，带回实验室由人工进行测量分析，存在时效性差，费时费力，精度不高的问题。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种喷药雾滴漂移多参数实时测量装置，本发明能够实现雾滴特性的实时在线自动测量。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了一种喷药雾滴漂移多参数实时测量装置，包括：密封盒以及设置在所述密封盒内的第一转动电机、第二转动电机、控制器，其中，所述密封盒上表面设置有第一轮轴和第二轮轴，所述第一轮轴和第二轮轴相距预设距离，一细绳打结为细绳圈后套在所述第一轮轴和第二轮轴上，所述第一轮轴和第二轮轴分别在第一转动电机和第二转动电机的带动下转动进而带动套在所述第一轮轴和第二轮轴上的细绳圈进行循环移动；其中，所述细绳用于吸附漂移雾滴；
所述密封盒上表面还设置有支撑架，所述支撑架上放置有近红外传感器，所述近红外传感器靠近所述细绳，用于探测吸附在细绳上的雾滴的特性；
当所述近红外传感器探测到吸附在细绳上的雾滴时，向所述控制器发送第一信号，所述控制器在接收到所述第一信号时根据所述第一转动电机或第二转动电机的转动圈数以及当前转动的角度确定所述雾滴的位置信息；
当所述近红外传感器探测到所述雾滴的另一边缘通过所述近红外传感器时，向所述控制器发送第二信号，所述控制器根据所述第二信号的接收时间和所述第一信号的接收时间之间的差值以及所述第一转动电机或第二转动电机的转速确定所述雾滴的体积信息；
所述近红外传感器还用于在所述雾滴通过所述近红外传感器的过程中检测所述雾滴的浓度，并将检测到的雾滴的浓度信息发送给所述控制器。
优选地，所述喷药雾滴漂移多参数实时测量装置还包括：存储模块；所述存储模块用于存储所述雾滴的位置信息、体积信息和浓度信息。
优选地，所述喷药雾滴漂移多参数实时测量装置还包括：无线通信模块，所述无线通信模块用于将所述存储模块存储的所述雾滴的位置信息、体积信息和浓度信息发送至预设服务器。
优选地，所述喷药雾滴漂移多参数实时测量装置还包括：rgb传感器；所述rgb传感器用于采集雾滴的颜色信息，并将雾滴的颜色信息发送所述控制器；
相应地，所述控制器根据所述雾滴的颜色信息确定该雾滴是否为干扰雾滴。
优选地，当雾滴反复漂移吸附在细绳的同一位置点时，控制器将第二次获取的与该位置点对应雾滴的位置信息和体积信息减去对应第一次获取的与该位置点对应的位置信息和体积信息之后得到的位置信息和体积信息作为所述雾滴的位置信息和体积信息。
优选地，所述近红外传感器为窄波段传感器，中心波长为675nm。
优选地，所述密封盒为金属密封盒或塑料密封盒。
优选地，所述细绳为棉线绳、毛线绳或腈纶绳。
优选地，所述第一转动电机和第二转动电机采用齿轮传动，以提供精确的匀速角度控制。
优选地，所述预设服务器为手机、pad、计算机或云端服务器。
由上述技术方案可知，本发明提供的喷药雾滴漂移多参数实时测量装置，通过转动电机带动细绳采样，细绳采集漂移雾滴后，由靠近细绳的近红外传感器探测雾滴的位置、体积和浓度信息。可见，本发明实现了雾滴特性的实时在线自动测量。此外，本发明将大部分模块集中设置在密封盒上或其内部，通过这种便携式的设计，使得在使用时直接将密封盒放在田间地面上即可完成布置，简单方便。
此外，在本发明其他优选实施例中，还通过设置rgb传感器检测异常雾滴，进而对近红外传感器的测量结果进行修正，提高测量的精度。
此外，在本发明的其他优选实施例中，重复使用细绳，使得细绳同一位置多次吸附雾滴，并对同一位置点多次获得的雾滴特性通过求差的方式来去除背景噪声，提高测量精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的喷药雾滴漂移多参数实时测量装置的结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的近红外传感器对农药雾滴的响应测试结果示意图；
在图1中，各附图标记的含义如下：
1表示密封盒；2表示第一转动电机；2’表示第二转动电机；3表示支撑架；4表示第一轮轴；4’表示第二轮轴；5表示细绳；6表示近红外传感器；7表示控制器；8表示无线通信模块；9表示雾滴；10表示存储模块；11表示rgb传感器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明一实施例提供的喷药雾滴漂移多参数实时测量装置的结构示意图。参见图1，本发明提供的喷药雾滴漂移多参数实时测量装置，包括：密封盒1以及设置在所述密封盒1内的第一转动电机2、第二转动电机2’、控制器7和无线通信模块8，其中，所述密封盒1上表面设置有第一轮轴4和第二轮轴4’，所述第一轮轴4和第二轮轴4’相距预设距离，一细绳5打结为细绳圈后套在所述第一轮轴4和第二轮轴4’上，所述第一轮轴4和第二轮轴4’分别在第一转动电机2和第二转动电机2’的带动下转动进而带动套在所述第一轮轴4和第二轮轴4’上的细绳圈进行循环移动；其中，所述细绳用于吸附漂移雾滴；
所述密封盒1上表面还设置有支撑架3，所述支撑架3上放置有近红外传感器6，所述近红外传感器6靠近所述细绳5，用于探测吸附在细绳上的雾滴的特性；
当所述近红外传感器6探测到吸附在细绳5上的雾滴时，向所述控制器7发送第一信号，所述控制器7在接收到所述第一信号时根据所述第一转动电机2或第二转动电机2’的转动圈数以及当前转动的角度确定所述雾滴的位置信息；
当所述近红外传感器6探测到所述雾滴的另一边缘通过所述近红外传感器6时，向所述控制器7发送第二信号，所述控制器7根据所述第二信号的接收时间和所述第一信号的接收时间之间的差值以及所述第一转动电机2或第二转动电机2’的转速确定所述雾滴的体积信息；
所述近红外传感器6还用于在所述雾滴通过所述近红外传感器6的过程中检测所述雾滴的浓度，并将检测到的雾滴的浓度信息发送给所述控制器。
可见，本实施例能够自动获取雾滴的位置信息、体积信息和浓度信息，然后根据雾滴的位置信息、体积信息和浓度信息成雾滴漂移的采样点数据，并进行差值，得到雾滴漂移分布图。
可以理解的是，第一转动电机2或第二转动电机2’从初始位置零点开始，每收到一个信号转动一个角度单位，角度单位可以通过信号设定，为每转动一圈等分为240等份，每一个角度加上圈数组成了细绳上的每一个位置点，也就是说整个细绳上的位置点是唯一确定，因此所述控制器7在接收到所述第一信号时根据第一转动电机2或第二转动电机2’的转动圈数以及当前转动的角度可以确定准确雾滴9的位置信息。在具体实施时，可以在控制器7内部设置一计算器，用于计算雾滴9的位置信息。
可以理解的是，所述控制器7在接收所述第一信号时用于记录接收到第一信号时的时间t1，在接收到第二信号时用于记录接收到第二信号时的时间t2，这样根据时间差(t2-t1)，以及所述第一转动电机2或第二转动电机2’的转速v，就可以确定雾滴9的直径信息l＝v*(t2-t1)，如果将雾滴9近似看成是一个球形，则可以根据其直径信息计算其体积信息。在具体实施时，可以在控制器7内部设置计时器、减法电路(减法器)和乘法电路(乘法器)，用于计算雾滴的体积。
可以理解的是，近红外传感器6每检测到一个雾滴时会形成一个浓度峰值点，当所述近红外传感器6检测到多个雾滴时会形成一个浓度曲线，最后根据近红外传感器6测量得出的浓度曲线上的峰值变化可得出雾滴的相对浓度值。
可以理解的是，为节能能源，对于第一转动电机2和第二转动电机2’来说，通常情况下可以每间隔几分钟转动一圈细绳5，当发现雾滴漂移现象后，改为连续转动采集，当没有试验任务时自动转为休眠。
在一种优选实施方式中，参见图1，所述装置还包括：存储模块10；所述存储模块10用于存储所述雾滴的位置信息、体积信息和浓度信息。
在一种优选实施方式中，参见图1，所述装置还包括：无线通信模块8，所述无线通信模块8用于将所述存储模块10存储的所述雾滴的位置信息、体积信息和浓度信息发送至预设服务器。
在一种优选实施方式中，参见图1，所述装置还包括：rgb传感器11；所述rgb传感器用于采集雾滴的颜色信息，并将雾滴的颜色信息发送所述控制器；
相应地，所述控制器根据所述雾滴的颜色信息确定该雾滴是否为干扰雾滴。
可以理解的是，除草剂等农药的颜色多为红色或黄色液体或其他鲜艳的颜色，rgb传感器11采集农药雾滴的信号用来校正光谱信号，当有其他雾滴粘在细线上，光谱检测到的信号异常，可以通过rgb传感器11的曲线信号来及时修正测量的参数，提高测量的精度。rgb传感器11的信号为正弦曲线的调制信号，对于外围的背景噪声的干扰有很好的屏蔽作用。
在一种优选实施方式中，当雾滴反复漂移吸附在细绳的同一位置点时，控制器将第二次获取的与该位置点对应雾滴的位置信息和体积信息减去对应第一次获取的与该位置点对应的位置信息和体积信息之后得到的位置信息和体积信息作为所述雾滴的位置信息和体积信息。
可以理解的是，雾滴反复漂移吸附在细绳的同一位置，细绳上的雾滴叠加后，近红外传感器测到的雾滴体积的前后两个位置点是两个雾滴的叠加，控制器得到近红外传感器的信号后，减去第一次测量到的该位置点的数据得出这一次的雾滴点的体积和位置信号，这样的信号修正能使得细绳反复使用，并且提高重复信号的精度，去除背景噪声。
在一种优选实施方式中，所述近红外传感器6与所述控制器7通过电缆连接。
在一种优选实施方式中，所述近红外传感器6为窄波段传感器，中心波长为675nm。参见图2，所述近红外传感器6包含两个波段610nm和680nm，所述近红外传感器6对农药雾滴的响应测试结果如图2所示，从图2可以看出本实施例提供的装置的可行性。
在一种优选实施方式中，为抵御田间恶劣环境，所述密封盒1为木制密封盒。
在一种优选实施方式中，为减轻装置整体重量，方便用户取放，所述密封盒1为塑料密封盒。
在一种优选实施方式中，为方便吸附农药雾滴，所述细绳5为棉线绳、毛线绳或腈纶绳。
在一种优选实施方式中，为提供精确的匀速角度控制，所述第一转动电机2和所述第二转动电机2’采用齿轮传动。
在一种优选实施方式中，为减轻装置整体重量，降低成本，同时避免频繁更换电池，所述第一转动电机2和所述第二转动电机2’采用内置的太阳能电池供电。
在一种优选实施方式中，所述预设服务器为手机、pad、计算机或云端服务器。在田间使用本实施例提供的装置进行雾滴测量时，首先将该装置放在需要测试的农田的下风口位置，然后利用飞机在空中喷雾，接着开始喷雾测试，并根据需要调整装置的放置位置，利用该装置采集雾滴信息。最后，对预设服务器如手机接收到的数据进行分析，获得雾滴的特性信息。当采样结束后从田间回收该装置。可以理解的是，在实际使用时可根据需要在需要测试的农田布置几十或数百个本实施例所述的装置。
可见，本实施例实现了雾滴特性的在线实时自动化测量，整个测量过程不需要人工参与，且测量精准度高。
由上述描述可在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。