一种雾滴传感器标定装置的制作方法

文档序号:15178361发布日期:2018-08-14 18:43阅读:202来源:国知局

本实用新型涉及传感器标定装置,具体涉及一种雾滴传感器标定装置。



背景技术:

当前检验雾化施药效果的主要手段有:

一、采用水敏纸测试。水敏纸采用对水敏感的材料,能够遇水变色,配合图像扫描仪和图像分析工具能有效分析雾滴沉积分布,但水敏纸的价格昂贵,且制造难度高,此外,由于对水分子高度敏感,从而使得其操作和储存条件要求很高,使用不便。

二、采用荧光剂结合Mylar卡检测。通过在药液添加荧光剂,沉积在Mylar卡的液滴的水分蒸发后荧光剂发生附着,用相应设备分析或洗脱后分析。

三、采用雾滴传感器检测。雾滴传感器是将雾滴的沉积数据(沉积量或雾滴分布)转化为电信号的电子设备,生产成本低,灵活性较好,可自动地对雾滴进行检测。上述的雾滴传感器在实地使用之前需要对其标定,通过采集相关雾滴的沉积数据,并建立数据与输出信号的相关模型,从而能够在实地使用时,通过观察输出信号即可得知雾滴的沉积数据。

现有的雾滴传感器的主要标定方法是精密天平直接测量法,其关键步骤为:先将雾滴传感器置于精密天平托盘上,然后利用一滴枪(雾滴生成器)在传感器表面滴上液滴,接着读取前后重量和传感器滴后数值,以此方法获得重量差与传感器数值的对应关系,从而建立相关模型。

但是,上述利用精密天平直接测量的标定方法存在的不足是:

由于雾滴传感器的重量相对于精密天平的高精度量程过大,当雾滴传感器放置在精密天平上时,精密天平的量程由万分之一克精度降低至千分之一克精度;而雾滴的重量非常小,如果精密天平的量程的精度降低一个数量级后,会对标定结果产生极大的误差。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于克服上述存在的问题,提供一种雾滴传感器标定装置,该标定装置能够精确地测量雾滴的沉积的重量,从而获得沉积量与雾滴传感器中输出信号的对应关系,从而建立准确的关系模型。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现:

一种雾滴传感器标定装置,包括主容器和设置在主容器内的雾化器;其中,所述主容器上在雾滴扩散的范围内设有一对形状和大小均一致的沉积对照孔;其中一个沉积对照孔上设有用于沉积雾滴的测试卡,待标定的雾滴传感器的感应部设置在另一个沉积对照孔上。

上述雾滴传感器标定装置的标定原理是:

一般地,先向雾化器加入被测液体,然后初始化雾滴传感器,接着将一张测试卡(如水敏纸或Mylar卡)盖到其中一个沉积对照孔上,并记录该测试卡在沉积前的重量,再将雾滴传感器的感应部盖到另一个沉积对照孔上;然后开启雾化器,雾化器产生能够自由扩散的细雾,这样雾滴慢慢充满主容器,并在测试卡和雾滴传感器的感应部上同步沉积。

过了一定的沉积时间T后,关闭雾化器,停止接收雾滴传感器的数据,然后取出测试卡,将其置于精密天平称重并记录,计算测试卡的沉积量,并导出雾滴传感器的电信号数据,记录其初始与终止数值。

重复地进行上述的操作步骤,继续进行下一个T值的沉积实验,直至所有T值实验完成,再将所有测试卡的雾滴沉积数据和雾滴传感器的输出数据进行关联,亦即将每次测试卡的雾滴的沉积量看作雾滴传感器上的雾滴的沉积量,然后将雾滴传感器上雾滴的沉积量与雾滴传感器的输出数据进行关联,从而建立起雾滴传感器的标定模型。

本实用新型的一个优选方案,其中,所述主容器的外壁设有方形管,所述主容器与方形管的内孔相对应的位置上设有连通孔;所述方形管通过连通孔与主容器的内腔连通;所述方形管上设有一对所述沉积对照孔,该对沉积对照孔竖直相对地设置于方形管上。开启雾化器后,产生的细雾自由扩散,先逐渐地充满于主容器的内腔中,然后从连通孔扩散至方形管中,再沿着方形管扩散到两个竖直相对的沉积对照孔中;具体地,雾滴开始生成后,先在主容器内扩散,逐渐形成稳定而均匀的雾滴团,然后再无均匀地扩散到沉积对照孔中,这样可减小雾滴在运动扩散时产生的误差,从而等概率地沉积在测试卡和雾滴传感器的感应部上,使得测试卡和雾滴传感器的感应部上的雾滴沉积量相同,进而确保数据的准确度。

优选地,所述方形管与主容器之间设有用于隔断方形管的内孔与连通孔连通的阀门。这样,开启雾化器前,将阀门关闭;开启雾化器后,当产生的细雾充满整个主容器后,打开阀门,细雾从饱满的主容器中均匀地扩散到方形管的对照孔中,从而使得雾滴可以等概率地沉积在测试卡和雾滴传感器的感应部上,以获得更精准的实验数据。另外,还可以通过改变打开阀门的时间来改变雾滴的沉积量。

本实用新型的一个优选方案,其中,所述方形管为多个,并沿着主容器的圆周方向均匀分布。通过设置多个方形管,即可有多对沉积对照孔同时进行实验;一方面,在一次沉积实验中,可以同时让多对沉积对照孔用于不同沉积时间T的实验,这样,可以提高实验的效率;另一方面,也可以使得多对沉积对照孔用于同一沉积时间T的实验,这样可以通过对比多组实验数据,获取平均值,减小误差,以建立更准确的关系模型。

本实用新型的一个优选方案,其中,所述方形管包括竖直管和位于竖直管上方的上水平管,所述上水平管的内孔通过所述连通孔与主容器连通;所述沉积对照孔对称设置在竖直管的两侧壁上。当雾滴扩散至方形管时,先经过上水平管,然后再下沉到竖直管中,部分雾滴在沉降的过程中沉积在沉积对照孔中的测试卡和雾滴传感器的感应部上;这样,可以形成不同沉积特性的雾滴,从而更好地模拟实际作业中的雾滴,经过测试和对比,以获得更贴切实际的数据。

优选地,所述方形管还包括位于竖直管下方的下排雾管,该下排雾管上设有下排雾孔。部分雾滴在下沉的过程中沉积在沉积对照孔中的测试卡和雾滴传感器的感应部上,其他雾滴继续往下扩散,直至下排雾管,最后从下排雾孔扩散到外部环境中。

本实用新型的一个优选方案,其中,所述方形管包括竖直管和位于竖直管下方的下水平管,所述下水平管的内孔通过所述连通孔与主容器连通;所述沉积对照孔对称设置在竖直管的两侧壁上。当雾滴扩散至方形管时,先经过下水平管,然后再上浮到竖直管中,部分雾滴在上浮的过程中沉积在沉积对照孔中的测试卡和雾滴传感器的感应部上;这样,可以形成不同沉积特性的雾滴,从而更好地模拟实际作业中的雾滴,经过测试和对比,以获得更贴切实际的数据。

优选地,所述方形管还包括位于竖直管上方的上排雾管,该上排雾管上设有上排雾孔。部分雾滴在上浮的过程中沉积在沉积对照孔中的测试卡和雾滴传感器的感应部上,其他雾滴继续往上扩散,直至上排雾管,最后从上排雾孔孔扩散到外部环境中。

本实用新型的一个优选方案,其中,所述沉积对照孔为筛孔结构。设置筛孔结构的目的在于,由于雾化器产生的为细雾滴,其粒径远小于实际喷雾作业时的雾滴的粒径,通过将筛孔结构的筛孔直径设置成与实际喷雾作业时的雾滴的粒径相等,这样在实验时,由雾化器产生的细雾滴通过筛孔沉积在测试卡和雾滴传感器的感应部上,这样筛孔的分布就类似于实际喷雾作业时的雾滴的分布(筛孔部位相当于实际喷雾作业时的雾滴,筛孔与筛孔之间的部位相当于雾滴与雾滴之间的间距),这样实验室测试卡和雾滴传感器的沉积条件与实际喷雾作业时更加接近,使得实验数据更接近实际数据。另外,还可以改变筛孔的直径和分布特点来进行实验,从而验证不同雾滴的粒径对雾滴传感器的测试性能的影响。

优选地,所述筛孔结构由开孔和设置在开孔中的筛网构成。通过设置开孔并在开孔上设置筛网,即可构成筛孔结构,实验室将测试卡和雾滴传感器的感应部设置于开口的一侧即可。

本实用新型的一个优选方案,其中,所述竖向管上位于沉积对照孔的外侧设有用于放置测试用具的放置座;所述放置座上设有放置槽和凸起固定部,所述放置槽的尺寸大于沉积对照孔的尺寸;所述放置座上设有配合在凸起固定部上将测试用具固定在放置座上的固定架。实验中,可以将测试卡或雾滴传感器的感应部插在放置槽上,然后将固定架放在凸起固定部中,从而将测试卡或雾滴传感器的感应部固定在沉积对照孔外。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果:

本实用新型中,通过在测试卡(如水敏纸或Mylar卡)和雾滴传感器的感应部上同步沉积雾滴,然后将测试卡置于精密天平称重并记录,计算测试卡沉积量,并导出雾滴传感器的数据,记录其初始与终止数值,将测试卡的雾滴的沉积量看作雾滴传感器上的雾滴的沉积量,然后将雾滴传感器上雾滴的沉积量与雾滴传感器的输出数据进行关联,从而建立起雾滴传感器的标定模型;由于测试卡的重量较轻,所以不会对精密天平的精度产生影响,因此测得的测试卡上的沉积量比较精确,同时由于测试卡和雾滴传感器的感应部处于相同的测试环境中,因此雾滴传感器的沉积量跟测试卡一致,从而就能精确的获得雾滴传感器的沉积量,进而能够得到较精准的实验数据。

附图说明

图1-2为本实用新型的雾滴传感器标定装置的一种具体实施方式的立体结构示意图,其中,图1为未进行实验时的立体结构示意图,图2为在进行实验时的立体结构示意图。图3为本实用新型的雾滴传感器标定装置的另一种实施方式的立体结构示意图。

图4为本实用新型的雾滴传感器标定装置的另一种实施方式的俯视图。

图5为图3的方形管在进行实验时的立体结构示意图。

图6为图3的方形管在进行实验时的另一方向的立体结构示意图。

图7为图3的方形管在未进行实验的立体结构示意图。

图8为图3中的方形管的另一种实施方式的立体结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员很好地理解本实用新型的技术方案,下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步描述,但本实用新型的实施方式不仅限于此。

实施例1

参见图3-4,本实施例中的雾滴传感器标定装置,包括主容器1和设置在主容器1内的雾化器2;其中,所述主容器1上在雾滴扩散的范围内设有一对形状和大小均一致的沉积对照孔3;其中一个沉积对照孔3上设有用于沉积雾滴的测试卡4,待标定的雾滴传感器5的感应部5-1设置在另一个沉积对照孔3上。

参见图3-7,所述主容器1的外壁设有方形管,所述主容器1与方形管的内孔相对应的位置上设有连通孔;所述方形管通过连通孔与主容器1的内腔连通;所述方形管上设有一对所述沉积对照孔3,该对沉积对照孔3竖直相对地设置于方形管上。开启雾化器2后,产生的细雾自由扩散,先逐渐地充满于主容器1的内腔中,然后从连通孔扩散至方形管中,再沿着方形管扩散到两个竖直相对的沉积对照孔3中;具体地,雾滴开始生成后,先在主容器1内扩散,逐渐形成稳定而均匀的雾滴团,然后再无均匀地扩散到沉积对照孔3中,这样可减小雾滴在运动扩散时产生的误差,从而等概率地沉积在测试卡4和雾滴传感器5的感应部5-1上,使得测试卡4和雾滴传感器5的感应部5-1上的雾滴沉积量相同,进而确保数据的准确度。

参见图3-7,所述方形管与主容器1之间设有用于隔断方形管的内孔与连通孔连通的阀门6。这样,开启雾化器2前,将阀门6关闭;开启雾化器2后,当产生的细雾充满整个主容器1后,打开阀门6,细雾从饱满的主容器1中均匀地扩散到方形管的对照孔中,从而使得雾滴可以等概率地沉积在测试卡4和雾滴传感器5的感应部5-1上,以获得更精准的实验数据。另外,还可以通过改变打开阀门6的时间来改变雾滴的沉积量。

参见图3-4,所述方形管为多个,并沿着主容器1的圆周方向均匀分布。通过设置多个方形管,即可有多对沉积对照孔3同时进行实验;一方面,在一次沉积实验中,可以同时让多对沉积对照孔3用于不同沉积时间T的实验,这样,可以提高实验的效率;另一方面,也可以使得多对沉积对照孔3用于同一沉积时间T的实验,这样可以通过对比多组实验数据,获取平均值,减小误差,以建立更准确的关系模型。

参见图5-7,所述方形管包括竖直管7和位于竖直管7上方的上水平管8,所述上水平管8的内孔通过所述连通孔与主容器1连通;所述沉积对照孔3对称设置在竖直管7的两侧壁上。当雾滴扩散至方形管时,先经过上水平管8,然后再下沉到竖直管7中,部分雾滴在沉降的过程中沉积在沉积对照孔3中的测试卡4和雾滴传感器5的感应部5-1上;这样,可以测试雾滴从上往下扩散时的沉积特性。

参见图5-7,所述方形管还包括位于竖直管7下方的下排雾管9,该下排雾管9上设有下排雾孔9-1。部分雾滴在下沉的过程中沉积在沉积对照孔3中的测试卡4和雾滴传感器5的感应部5-1上,其他雾滴继续往下扩散,直至下排雾管9,最后从下排雾孔9-1扩散到外部环境中。

参见图5-7,所述沉积对照孔3为筛孔结构。设置筛孔结构的目的在于,由于雾化器2产生的为细雾滴,其粒径远小于实际喷雾作业时的雾滴的粒径,通过将筛孔结构的筛孔直径设置成与实际喷雾作业时的雾滴的粒径相等,这样在实验时,由雾化器2产生的细雾滴通过筛孔沉积在测试卡4和雾滴传感器5的感应部5-1上,这样筛孔的分布就类似于实际喷雾作业时的雾滴的分布(筛孔部位相当于实际喷雾作业时的雾滴,筛孔与筛孔之间的部位相当与雾滴与雾滴之间的间距),这样实验室测试卡4和雾滴传感器5的沉积条件与实际喷雾作业时更加接近,使得实验数据更接近实际数据。另外,还可以改变筛孔的直径和分布特点来进行实验,从而验证不同雾滴的粒径对雾滴传感器5的测试性能的影响。

参见图7,所述筛孔结构由开孔和设置在开孔中的筛网12构成。通过设置开孔并在开孔上设置筛网12,即可构成筛孔结构,实验室将测试卡4和雾滴传感器5的感应部5-1设置于开口的一侧即可。

参见图5-7,所述竖向管上位于沉积对照孔3的外侧设有用于放置测试用具的放置座13;所述放置座13上设有放置槽和凸起固定部13-1,所述放置槽的尺寸大于沉积对照孔3的尺寸;所述放置座13上设有配合在凸起固定部13-1上将测试用具固定在放置座13上的固定架14。实验中,可以将测试卡4或雾滴传感器5的感应部5-1插在放置槽上,然后将固定架14放在凸起固定部13-1中,从而将测试卡4或雾滴传感器5的感应部5-1固定在沉积对照孔3外。

应用于上述雾滴传感器标定装置的标定的方法,包括以下步骤:

(1)先向雾化器2加入被测液体,然后启动雾化器2,使得雾化器2产生雾滴。

(2)将测试卡4置于精密天平,并记录其初始重量,接着分别将将雾滴传感器5的感应部5-1和测试卡4放置于雾滴扩散范围内的同一位置上,并使得雾滴传感器5的感应部5-1和测试卡4的姿态和朝向一致,雾滴开始在雾滴传感器5的感应部5-1和测试卡4上沉积。

(3)经过一定的沉积时间T后,关闭雾化器2,取出测试卡4,将其置于精密天平称重并记录,计算测试卡4的沉积量,并导出雾滴传感器5的电信号数据,记录其初始与终止数值。

(4)重复上述的操作步骤,继续进行下一个T值的沉积实验,直至所有T值实验完成,再将所有测试卡4的雾滴沉积数据和雾滴传感器5的输出数据进行关联,将每次测试卡4的雾滴的沉积量看作与之对应的雾滴传感器5上的雾滴的沉积量,然后将雾滴传感器5上雾滴的沉积量与雾滴传感器5的输出数据进行关联,从而建立起雾滴传感器5的标定模型。

参见图3-7,本实施例中的雾滴传感器标定装置的标定原理是:

一般地,先向雾化器2加入被测液体,然后初始化雾滴传感器5,接着将一张测试卡4(如水敏纸或Mylar卡)盖到其中一个沉积对照孔3上,并记录该测试卡4在沉积前的重量,再将雾滴传感器5的感应部5-1盖到另一个沉积对照孔3上;然后开启雾化器2,雾化器2产生能够自由扩散的细雾,这样雾滴慢慢充满主容器1,并在测试卡4和雾滴传感器5的感应部5-1上同步沉积。

过了一定的沉积时间T后,关闭雾化器2,停止接收雾滴传感器5的数据,然后取出测试卡4,将其置于精密天平称重并记录,计算测试卡4沉积量,并导出雾滴传感器5的电信号数据,记录其初始与终止数值。

重复地进行上述的操作步骤,继续进行下一个T值的沉积实验,直至所有T值实验完成,再将所有测试卡4的雾滴沉积数据和雾滴传感器5的输出数据进行关联,亦即将每次测试卡4的雾滴的沉积量看作雾滴传感器5上的雾滴的沉积量,然后将雾滴传感器5上雾滴的沉积量与雾滴传感器5的输出数据进行关联,从而建立起雾滴传感器5的标定模型。

实施例2

参见图1-2,与实施例1不同的是,所述沉积对照孔3设置在主容器的外壁上处于同一高度,没有设置方形管。雾滴在主容器中直接扩散到外壁上的沉积对照孔3中。

实施例3

参见图3和图8,与实施例1不同的是,所述方形管包括竖直管7和位于竖直管7下方的下水平管10,所述下水平管10的内孔通过所述连通孔与主容器1连通;所述沉积对照孔3对称设置在竖直管7的两侧壁上。当雾滴扩散至方形管时,先经过下水平管10,然后再上浮到竖直管7中,部分雾滴在上浮的过程中沉积在沉积对照孔3中的测试卡4和雾滴传感器5的感应部5-1上;这样,可以测试雾滴从下往上扩散时的沉积特性。所述方形管还包括位于竖直管7上方的上排雾管11,该上排雾管11上设有上排雾孔11-1。部分雾滴在上浮的过程中沉积在沉积对照孔3中的测试卡4和雾滴传感器5的感应部5-1上,其他雾滴继续往上扩散,直至上排雾管11,最后从上排雾孔11-1扩散到外部环境中。

上述为本实用新型较佳的实施方式,但本实用新型的实施方式并不受上述内容的限制,其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本实用新型的保护范围之内。

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