可重用液滴沉积电子校准设备的制作方法

本文献涉及电子液滴沉积计量器，换言之，允许目标(例如，植物)的一个或多个部分中喷涂质量的校准，如果液滴的量以及它们的分布良好或者不好，立即并且实时地通知用户，可重用，高度耐用并且成本低廉的设备，尤其适合在农业(除草剂、杀菌剂、杀虫剂)、畜牧业、城市害虫防治中使用。

背景技术：

当前，喷涂器(肋式(costal)、拖拉机或者汽车)的用户使用水敏纸卡或者荧光示踪剂(视觉地或者通过分析装备)评估沉积在所喷涂的目标(例如，植物)的部分上的液滴的量。

水敏纸卡如下使用：

用户将水敏纸卡的纸张放置在目标的不同部分上，通常在植物的内部表面上。然后用水装载喷涂器，打开喷涂器，调整期望的压力/流动速率并且喷涂在目标上。落在卡上的液滴标记它并且给出关于喷涂质量的概念，换言之，液体如何在目标的所选部分上获得以及获得多少数量。

荧光示踪剂如下使用：

用户用水充满喷涂器并且使用荧光化学制剂稀释它。然后，它打开喷涂，调整期望的压力/流动速率并且把它喷涂在目标上。液滴落在叶子上并且可以在特定紫外线灯(uv)的帮助下看到或者识别。

喷涂的现有形式在图1中示出。在使用荧光示踪剂的情况下，水敏纸卡没有在图1中展示。

在喷涂之后，结果如所示在图2水敏纸卡和3(荧光示踪剂)中示出，然后应当对其进行分析。该分析通过使用裸眼或者在显微镜下观察或者通过扫描水敏纸卡或者带有荧光示踪剂的纸张并且将扫描的图像传送到特定软件来执行。

水敏纸卡和荧光示踪剂技术都用来记录液滴如何沉积在植物的区域中。基于这种登记，用户校准喷涂器，调节装备的速度(用户步行的速度，在肋式喷涂器的情况下)、压力、流动速率、喷嘴的类型等。

在水敏纸卡的情况下，水液滴与卡的表面反应，并且当液滴沉积时，卡的一部分从黄色(无滴落)转变成蓝色。

在使用荧光示踪剂的情况下，荧光剂直接沉积在纸张以及它的一部分上，通过uv灯而识别。

关于在粉状目标中沉积的液滴的评估方法，出现一些问题和缺点。

a)在水敏纸卡的情况下，有可能出现：在湿气存在的情况下卡容易沾污，难以处理；非常细小的滴落不可检测，换言之，它们不标记卡；厚的液滴沾污卡，使得不知道结果是由于大的液滴还是由于许多小的液滴；水敏纸卡的表面不具有在大多数纸张上观察到的相同的粘附和分散性质，换言之，卡片纸不会很好地重现纸张的表面；以一定角度落在卡上的液滴留下痕迹而不是点，使得用户难以解释；在普通纸张的表面上将快速地蒸发并且不应当认为正在喷涂的小液滴标记卡；它仅可以使用一次；以及

b)在荧光示踪剂的情况下，显著的是：在大多数情况下，最容易遇到的荧光化学制品不是关于农业认证的产品，产品的利用最初为了清洗行业而开发；它的宽限期未知，即，化学示踪剂的影响将花费多长时间结束并且所喷涂的目标(叶子、果实等)可以被消费；仅以大数量销售，虽然用户使用几克；它是易腐产品；叶子中滴落的记录随着时间丢失(几个小时之内，荧光结束)，并且不再能够用uv灯看到滴落。

在两种情况下，判断喷涂是否良好执行的人是用户。如果它是视觉上的，这取决于经验。如果它是通过软件或者分析装备，存在购买和维护这些物品的成本，以及用来分析的方法的固有误差，并且在分析结束时，软件或者装备生成带有各种技术数据的报告，该报告仅可以由关于主题知识渊博的专家来解释。从这个报告中，技术人员说明喷涂是质量良好还是不好。结果在喷涂时不是现成可获得的。在许多情况下，用户必须将水敏纸卡的样本，或者带有荧光示踪剂的纸张带到另一个位置进行分析，这个场所必须具有软件或者分析装备，或者在示踪剂的情况下，具有uv灯。

这些现有的处理/过程最终复杂并且对用户不方便。而且，现今所存在的技术提供用户需要解释的统计数据和度量，不清晰地说明喷涂是良好还是不好，这使得在终端用户的级别不方便，终端用户极少具有充足的技术培训。他们只不过是喷涂质量的记录者。他们不判断质量是否令人满意。

由本系统生成的主要含义是：用户需要自己决定喷涂是否被良好执行；存在误解的极大可能性；由于两种解决方案的成本高，用户宁可不花费并且停止校准他们的喷涂器；喷涂混合物的浪费、过量的喷涂；在过量喷涂的情况下，由于液滴漂移和流出，环境损坏的可能性；以低于理想的量喷涂，不能够达到喷涂的目标。

下面的表格展示与本专利中包含的技术相比较的常规技术：

搜索专利数据库，发现下面的文献：br102016015601-7(fluidapplicationandagriculturalspayingsystems)，br102016012913-3(technologyfortheapplicationofagriculturalpesticidesandfertilizerswithsharedpackagingandspecificdosageofchemicalsproductsforeachsizeofthesprayertank)，br202016005441-4(electricbatchersprayerwithelectronicspraymoduleandliquiddosing)，pi1010171-3(methodofanalysisforidentifyingandcountingparticlesexpressingaspecificmarker,useofamethod,anddeviceforidentifyingandcountingparticlesexpressingaspecificmarker)，us2015013636(microfluidicsensor)，pi9601718-0(liquiddetector)。

文献br102016015601-7描述喷涂器流体操作系统，装备有流体流动电路和两个集成离心叶轮泵，其具有隔离地执行多于一种功能的功能，避免流体的污染。虽然有流体的控制和剂量，但是不推出本专利的目标。

文献br102016012913-3描述包含彼此隔离的三个产品的封装。虽然它用来对于在喷涂中使用的产品的数量和质量进行剂量，但是它不导致本发明的目标。

文献br202016005441-4描述插入到喷涂器中的电子模块，其允许通过接口，对将要喷涂的液体的量进行剂量。它不推出本发明的目标。

文献pi1010171-3描述用于识别和计数在标记物中表示的微粒的分析器设备。具体地，它通过阻抗标记物执行血液中淋巴细胞tcd4+的分析，通过双频系统测量精确的微粒样本以辨别表示标记物的标注微粒。它不推出本专利的目标。

文献us2015013636描述包含在基板上形成的微流体通道结构的设备，其接收流体，具有计数目标微粒的量的功能。它不推出本专利的目标。

文献pi9601718-0(liquiddetector)描述基于对于液体电导率的电阻，能够检测两种或者多种液体的混合物中某种液体的存在的设备，假设其混合物不是同质的，换言之，假设相同的彼此不混合。这个设备包括互连到电力发电机的电阻捕获探针、减法器、放大器、振荡器和模拟输出，其处理所述检测器的信号，其与智能电路相关联处理信号，执行过程。它不推出本专利的目标。

基于上面的背景，应当领会到，现有技术水平不包括立即并且清晰地通知用户喷涂在目标上的液滴的量及其分布是良好还是不好的简单且有效的方法。

技术实现要素：

因此，基于这种背景提出本发明，具有下面的技术和功能优点：它可重用；它具有高耐用性；成本低廉；不需要处理护理；不需要用户的干预而决定。它不需要技术知识；电子分析，基于算法的解释，可重复，标准化；关于液滴沉积的质量的决定基于：环境温度、湿度、液滴蒸发速率、液滴的数量、校准器的表面上液滴分布的均匀度；它允许包括用于进行决定的其他参数，即，它允许未来的改进；它可以被调整以更好地适应农业(除草剂、杀菌剂、杀虫剂)、畜牧业、城市害虫防治以及其他中的不同使用；校准器表面更好地代表叶子的表面，允许调整它的灵敏度用于非常细小或者非常厚的液滴的更好检测。

设备的目的在于向现场用户提供在原地并且容易地“测量”他们喷涂工作的质量的方法，帮助更好地校准喷涂器。

为了在农业、畜牧业或者害虫防治中喷涂的数量或者质量的评估系统中克服和革新，无论借助于肋式、拖拉机或者汽车，开发了本专利，其包括可重用设备，允许校准目标(例如，植物)的一个或多个部分中喷涂的质量和数量，如果液滴的量及其分布良好或者不好，立即并且实时地通知用户，可重用，高耐用并且成本低廉。

在一种实施方式中，提供一种可重用液滴沉积电子校准设备，在农业、畜牧业和害虫防治中使用，以评估通过肋式、拖拉机或者汽车喷涂的数量和/或质量，其特征在于它包括称作换能器(1)的电子喷涂计量设备或者可重用液滴计量设备，所述换能器(1)将液滴的涂覆的百分比转换成电气信号，可以根据期望的应用：杀虫剂、杀菌剂和除草剂进行调整，但不是由用户调整，具有下面的构造参数：

a)轨道间距，b)轨道的厚度，c)轨道的数量，d)轨道几何形状，e)轨道的表面精加工，f)印刷电路板或者基板的表面精加工，g)相反极性的轨道之间的电压；所述换能器(1)具有优选地位于/耦合到它的相对部件的电子部件，它也可以是自主单元；它是读取、过滤和解释所述换能器的部件，这允许对它进行编程，变得更加灵敏或者更不灵敏，考虑或者不考虑所沉积液滴的蒸发和均匀度；它的电子电路允许未来的改进和定制，并且可以包含或者不包含无线通信单元；接口向用户指示液滴沉积的结果，接口可以是显示器、可听的或者发光的警告，可以位于所述换能器(1)的正面或者后面，并且可以是自主单元。

根据上面所述的可重用液滴沉积电子校准设备的其中一个实施例，其特征在于所述换能器(1)可选地具有如图10.1、10.2、10.3、10.4、10.5、10.6中所示的不同的几何形状。

根据上面所述的可重用液滴沉积电子校准设备的其中一个实施例，其特征在于所述换能器(1)具有多个换能器包装在单个印刷电路板中的变体构造几何形状，其中每个换能器将提供与它的表面上液滴的数量成比例的电气信号，使得所有换能器是独立的换能器，能够评估不同区域中的液滴沉积，比较它们并且给出考虑它们的均匀度的最终结果。

根据上面所述的可重用液滴沉积电子校准设备的其中一个实施例，其特征在于所述设备由可充电或者不可充电的电池供电，所述电池位于所述换能器(1)的后面或者在外部在自主单元中。

根据上面所述的可重用液滴沉积电子校准设备的其中一个实施例，其特征在于所述设备可选地通过使用排列在由单个电子单元控制的单个较大、多边传感器上的多个传感器/换能器(1)而操作，所述单个电子单元监控并且处理每个个体传感器/换能器，将整组的结果发出到接口。

根据上面所述的可重用液滴沉积电子校准设备的其中一个实施例，其特征在于所述设备可选地通过使用单独地排列在相同植物或者目标(2)，诸如树干、果实或者花或者大片中，由单个电子单元(3)控制的许多传感器/换能器(1)而操作，所述单个电子单元(3)监控并且处理每个个体传感器/换能器，将整个装配的结果发出到接口。

根据上面所述的可重用液滴沉积电子校准设备的其中一个实施例，其特征在于所述设备可选地通过使用植物或者目标(2)，诸如树干、果实或者花或者大叶子中的若干独立传感器/换能器(1)而操作，允许用户检查所述设备安装在其上的植物的每个部分上液滴沉积的结果。

根据上面所述的可重用液滴沉积电子校准设备的其中一个实施例，其特征在于所述设备可选地通过使用位于所述目标的不同部分的独立传感器/换能器(1)而操作，其中每个传感器对它的局部液滴沉积结果进行检测、处理并且报告给中央电子单元(3)，所述中央电子单元(3)也用作用户接口，向用户给出唯一的结果。

根据上面所述的可重用液滴沉积电子校准设备的其中一个实施例，其特征在于可选地，所述设备通过使用中央电子单元(3)3/3评估换能器(1)的一个或多个中的液滴沉积而操作，所述中央电子单元(3)通过无线通信单元或者网络，将结果传输到喷涂器(4)，所述喷涂器(4)可以是肋式的或者拖拉机型或者汽车型。

根据上面所述的可重用液滴沉积电子校准设备的其中一个实施例，其特征在于所述设备的所述接口可选地通过led型光发射器发射电气信号，所述电气信号划分成四个带段：不好(干燥的换能器或者非常少的滴落或者不良的均匀度)；中等(例如，具有良好的涂覆百分比，但是不满意的均匀度的换能器)；良好(具有良好的涂覆百分比和均匀度的换能器)以及过量(具有超覆盖的百分比的换能器)

附图说明

下面基于下面描述的附图来详细叙述本专利。

图1是当使用水敏纸卡或者荧光示踪剂时，由当前技术水平所包含的喷涂方法的例示表示。

图2是使用水敏纸卡检测液滴的量的喷涂结果的例示表示。

图3是使用荧光示踪剂检测液滴的量的喷涂结果的例示表示。

图4是在表面/典型纸张上沉积的液滴的例示表示。

图5是在水敏纸卡/纸上的表面/典型纸张上液滴的扩散的例示表示。

图6是干燥的换能器印刷电路板的例示表示。

图7是示出正极和负极端子的换能器板的例示表示。

图8是带有沉积液滴的印刷电路换能器板的例示表示。

图9显示示出作为液滴覆盖数量的百分比的函数的电气信号的比例的图表。

图10.1、10.2、10.3、10.4、10.5和10.6是换能器的可能几何形状的例示表示。

图11示出展示将电气信号划分成关于液滴涂覆百分比的带段(band)的表格。

图12示出设备的三维应用，其能够评估围绕目标喷涂液滴的沉积。

图13示出植物(目标)中的几个独立传感器的应用。

图14例示设备的构造变体，其中独立的传感器位于目标的不同部分中，并且它们的局部液滴沉积结果发送到用作用户接口的中央单元。

图15示出设备的构造变体。

具体实施方式

本发明的目标在农业、畜牧业或者害虫防治方面，并且尤其在喷涂的量和/或质量的评估方面具有应用，通过肋式、拖拉机或者汽车手段。

本文中公开的设备，在它的优选构造中，包括包含用于检测液滴沉积的涂覆百分比和均匀度的可重用水敏纸传感器的喷涂校准器计量器。

它的操作基于落在传感器上的液滴的电气电阻率的测量，有可能测量其他参数，诸如液滴的电容。

设备可重用，具有高耐用性，成本低廉，不需要处理护理并且不需要用户干预而做出决定，不需要技术知识。它基于算法执行电子分析和解释，可重复并且标准化，基于下面做出关于液滴沉积的质量的决定：环境温度、湿度、液滴蒸发速率、液滴的数量、校准器表面上液滴分布的均匀度。它可以被调整以更好地适应在农业(除草剂、杀菌剂、杀虫剂)、畜牧业、城市害虫防治以及其他中的不同使用。

设备包括换能器(1)，换能器(1)是将液滴涂覆百分比转换成电气信号，即，将液滴的量变换成成比例的电气信号的部件。可以调整(不是由用户)比例因子。换能器(1)根据期望的应用(基本上杀虫剂、杀菌剂和除草剂)而设计，因为每种应用需要某种滴落大小。换能器的主要构造参数是：a)轨道间距，b)轨道厚度，c)轨道的数量，d)轨道几何形状，e)轨道的表面精加工，f)印刷电路板或者基板的表面精加工，g)相反极性的轨道之间的电张力。

设备的电子部件位于/优选地耦合到它的相对部件，并且也可以是自主单元(autonomousunit)。它是读取、过滤和解释换能器的部件；它是智能的传感器，允许对它进行编程，变得更加灵敏或者更不灵敏，考虑或者不考虑所沉积液滴的蒸发和均匀度。它的电子电路允许未来的改进和定制，并且可以包含或者不包含无线通信单元。向用户指示液滴沉积结果的接口可以位于换能器(1)的正面或者后面部分，并且可以是自主单元，接口可以是显示器、可听的或者发光的警告。

设备可以包含或者将换能器单元(1)的一个或多个与电子单元的一个或多个，以及与接口单元的一个或多个相关联。

换能器(1)制造在印刷电路板上，它的轨道暴露(没有电气绝缘)，使得液滴与导电材料直接接触。使用表面精加工，其可以是enig(无电镀镍浸金)或者hasl(热空气焊锡均涂)或者osp(有机可焊性保护剂)，这直接影响换能器表面上液滴的吸持性质，使得它允许延长传感器的服务寿命。

印刷电路板在它的基板上具有不导电的表面精加工。这种精加工是聚合物中一定量色素的混合物及其应用方法，使得它与叶子的表面相似，即，它不完全地吸收也不完全地排斥液滴。

图6示出干燥换能器的示例并且图8示出液滴沉积在它表面上的换能器。

换能器具有两个电气端子，通常称作正极端子和负极端子，如图7中所示，在其中建立电场。液滴通过同时触及两个电气端子而修改由在其优选构造中位于印刷电路板上与换能器相对的电子微控制器读取的电气信号。

图9示出具有液滴的数量与作为结果的电气信号之间的比例的图表。这个曲线称作换能器响应曲线并且可以基于下面而调整：正极与负极端子轨道之间的间距；轨道的厚度；轨道材料；作为整体的轨道和印刷电路板的表面处理；印刷电路板的背面上的电气电路的增益。这些因素允许换能器对于某种液滴大小更加灵敏或者更不灵敏。

如图10.1、10.2、10.3、10.4、10.5、10.6中所示，可以使用换能器(1)的不同几何形状。

具有多个换能器的构造变体可以封装在单个印刷电路板中，如图12的示例中所示。每个换能器将提供与它的表面上液滴的数量成比例的电气信号，使得所有换能器独立，能够评估不同区域中液滴的沉积，比较它们并且给出考虑到它们的均匀度的最终结果。

包含在设备的电子部件中的微控制器读取每个独立的电气信号。然后算法考虑所有读数，处理它们，并且基于由程序员预先设定的准则确定结果。这些准则基本上是结果认为是良好还是不好的带段。例如，在图11中，电气信号被划分成四个带段：不好(干燥或者非常少的液滴或者不良的均匀度)；中等(例如，良好的覆盖百分比，但是不满意的均匀度)；良好(良好的覆盖百分比和均匀度)以及过量(覆盖的百分比)。一旦结果已经分类成带段中的一个，电子电路通过接口用信号通知结果。在这个具体的用例中，信号通知由不同颜色的led完成。

使用多个独立的换能器(1)，根据图12、13、14和15中所示的构造变体，有可能具有多个独立的传感器。

图12示出评估围绕目标(2)，诸如树干、果实或者甚至花或者大叶子喷涂液滴的沉积的设备的构造方式。使用充足数量的传感器/换能器(1)架设单个较大的、多边的传感器。单个电子处理单元(3)个体地监控每个传感器/换能器(1)并且将接口结果输出到整体装配。

图13示出在植物(目标)(2)中使用几个独立传感器/换能器(1)应用设备的一种方式。这样，用户可以检查已经安装了设备的植物的每个部分上液滴的沉积结果。

图14示出独立的传感器/换能器(1)位于目标的不同部分中的设备的构造变体形式。在这种情况下，每个传感器检测、处理并且将它的局部液滴沉积结果报告给用作到用户的接口的中央电子单元(3)。这个单元接收并且分析每个传感器的结果并且然后向用户给出唯一的结果，这是作为整体的植物中，而不仅仅是在特定部分中的喷涂质量的测量。

图15示出设备的构造变体，其中在中央电子单元(3)中评估设备安装在其上的植物中液滴的沉积，并且通过无线通信单元或者网络将结果通知给喷涂器设备(4)，喷涂器设备(4)可以是肋式、拖拉机或者甚至汽车。在这种情况下，喷涂器(4)接收关于液滴的沉积的信息并且这些信息来自最后喷涂的植物或者目标(2)。基于所观察到的喷涂的质量，可以实时地校准喷涂器(4)，增加或者减小流动或者压力，作为由每个植物测量的结果。

设备由位于换能器(1)的背面或者位于独立单元上的可充电或者不可充电的电池供电。