雾滴沉积量及蒸发率检测装置

本发明涉及智能检测设备领域，尤其涉及一种雾滴沉积量及蒸发率检测装置。

背景技术：

1、对作物进行喷洒农药是防治病虫害的主要技术手段，是粮食安全和质量的重要保证。农药雾滴自喷雾机喷出后，在其下降过程中，受光照、环境温度等因素影响，部分药液雾滴蒸发变成为气态并扩散到周围环境中，造成农药浪费损失；同时，当药液雾滴沉积到在叶面后，其在叶片表面的雾滴沉积量的大小及蒸发时间的长短，也会改变叶子对药液的吸收量和吸收速度，从而影响农药施用效率。

2、因此，农药雾滴沉积量与蒸发测试是农药使用的非常重要的检测内容，通过农药沉积与蒸发特性的检测数据可为抗蒸发药剂研发、药液配比、施药作业参数选择提供基础数据支撑。

3、目前，在雾滴沉积量检测方面，主要有以下两种方法：一是水敏纸法，即利用水敏纸接收雾滴，应用图像法测定水敏纸表面的显色雾滴数量；二是在喷雾液中加入示踪染料，利用麦拉片、尼龙线等接收雾滴，再进行洗脱，利用分光光度计或荧光分析仪测定雾滴沉积量。上述这些方法的操作流程繁琐，耗时耗力，智能化程度低。

技术实现思路

1、本发明提供一种雾滴沉积量及蒸发率检测装置，用以解决现有技术中检测流程繁琐、耗时耗力的缺陷，能够快速检测出雾滴沉积量，操作简单，适用性强且检测精度高。

2、第一方面，本发明提供一种雾滴沉积量及蒸发率检测装置，包括：传感模块、雾滴接收模块、检测电路和微处理器；

3、所述传感模块包括长条形的柔性基底，在所述柔性基底的至少一侧的表面涂覆有导电层；

4、所述雾滴接收模块设置在所述传感模块的一端；在所述雾滴接收模块承接喷洒作业时的雾滴后，涂覆有导电层的所述柔性基底发生弹性形变；

5、所述检测电路，用于检测所述传感模块发生弹性形变后的电学参量；

6、所述微处理器，用于根据所述电学参量，计算沉积在所述雾滴接收模块上的雾滴沉积量，并根据所述雾滴沉积量计算雾滴蒸发率。

7、根据本发明提供的一种雾滴沉积量及蒸发率检测装置，所述柔性基底是基于柔性的酚醛树脂制成的条带状基板，所述导电层为导电油墨层；

8、所述导电油墨层涂覆在所述条带状基板的至少一个面上；

9、所述检测电路的两个检测端，分别电连接位于所述条带状基板两端处的导电油墨层；

10、所述条带状基板在发生弹性形变后，所述导电油墨层的阻值增大。

11、根据本发明提供的一种雾滴沉积量及蒸发率检测装置，所述条带状基板的长宽比是基于以下模型确定的：

12、；

13、其中， l为所述带状基板的长， k为所述带状基板的宽， w为所述带状基板的垂直位移， e为所述带状基板的弹性模量， g为所述带状基板的厚度， m为所述雾滴接收模块的雾滴载荷质量。

14、根据本发明提供的一种雾滴沉积量及蒸发率检测装置，所述检测电路包括参比电阻、电压输入源和比较器；所述参比电阻的一端接地，另一端连接所述条带状基板一端处的导电油墨层；所述条带状基板另一端处的导电油墨层连接所述电压输入源并接入至所述比较器的第一输入端；所述比较器的第二输入端与所述比较器的输出端短接；

15、所述电学参量为所述电压输入源施加在所述参比电阻上的电压。

16、根据本发明提供的一种雾滴沉积量及蒸发率检测装置，所述参比电阻的阻值，等于所述条带状基板未发生弹性形变时所述导电油墨层的阻值。

17、根据本发明提供的一种雾滴沉积量及蒸发率检测装置，所述微处理器根据所述电学参量，计算沉积在所述雾滴接收模块上的雾滴沉积量，包括：

18、根据所述电学参量、所述电压输入源的电压值和所述参比电阻的阻值，计算所述导电油墨层的阻值；

19、将所述导电油墨层的阻值输入至阻值与沉积量关系模型，获取沉积在所述雾滴接收模块上的雾滴沉积量；

20、所述阻值与沉积量关系模型是基于所述雾滴沉积量及蒸发率检测装置的历史试验数据预先确定的。

21、根据本发明提供的一种雾滴沉积量及蒸发率检测装置，所述雾滴接收模块为披针形的麦拉卡片；

22、在所述雾滴接收模块的边缘处设置有围栏。

23、根据本发明提供的一种雾滴沉积量及蒸发率检测装置，所述雾滴接收模块用于承接喷洒作业时的雾滴的上表面，设置为蜂窝网面；

24、所述蜂窝网面的每一网孔为正六边形孔，所述正六边形孔的直径小于雾滴的最大润湿长度。

25、根据本发明提供的一种雾滴沉积量及蒸发率检测装置，所述雾滴的最大润湿长度是基于以下公式计算得到的：

26、；

27、其中， we为韦伯数， re为雷诺数， dmax为最大润湿长度，为雾滴直径，为雾滴无量纲直径，为雾滴密度，为雾滴运动速度，为雾滴表面张力，为雾滴粘度，为雾滴持留预测函数。

28、根据本发明提供的一种雾滴沉积量及蒸发率检测装置，还包括数据传输模块；

29、所述数据传输模块与设置在远端的数据接收模块通讯连接，以通过所述数据传输模块，将计算得到的沉积在所述雾滴接收模块上的所述雾滴沉积量发送至所述数据传输模块；

30、所述数据传输模块将接收到的数据存储至远端计算机上。

31、本发明提供的雾滴沉积量及蒸发率检测装置，利用曲度传感原理，通过研制表面涂覆有导电层的柔性基底作为传感模块，由于雾滴的沉积会造成柔性基底的形变，进而造成涂覆在柔性基底上的导电层的阻值变化，这样通过检测阻值的变化就可以快速检测出雾滴沉积量，操作简单，适用性强且检测精度高。

技术特征：

1.一种雾滴沉积量及蒸发率检测装置，其特征在于，包括：传感模块、雾滴接收模块、检测电路和微处理器；

2.根据权利要求1所述的雾滴沉积量及蒸发率检测装置，其特征在于，所述柔性基底是基于柔性的酚醛树脂制成的条带状基板，所述导电层为导电油墨层；

3.根据权利要求2所述的雾滴沉积量及蒸发率检测装置，其特征在于，所述条带状基板的长宽比是基于以下模型确定的：

4.根据权利要求2所述的雾滴沉积量及蒸发率检测装置，其特征在于，所述检测电路包括参比电阻、电压输入源和比较器；所述参比电阻的一端接地，另一端连接所述条带状基板一端处的导电油墨层；所述条带状基板另一端处的导电油墨层连接所述电压输入源并接入至所述比较器的第一输入端；所述比较器的第二输入端与所述比较器的输出端短接；

5.根据权利要求4所述的雾滴沉积量及蒸发率检测装置，其特征在于，所述参比电阻的阻值，等于所述条带状基板未发生弹性形变时所述导电油墨层的阻值。

6.根据权利要求4所述的雾滴沉积量及蒸发率检测装置，其特征在于，所述微处理器根据所述电学参量，计算沉积在所述雾滴接收模块上的雾滴沉积量，包括：

7.根据权利要求1所述的雾滴沉积量及蒸发率检测装置，其特征在于，所述雾滴接收模块为披针形的麦拉卡片；

8.根据权利要求1所述的雾滴沉积量及蒸发率检测装置，其特征在于，所述雾滴接收模块用于承接喷洒作业时的雾滴的上表面，设置为蜂窝网面；

9.根据权利要求8所述的雾滴沉积量及蒸发率检测装置，其特征在于，所述雾滴的最大润湿长度是基于以下公式计算得到的：

10.根据权利要求1所述的雾滴沉积量及蒸发率检测装置，其特征在于，还包括数据传输模块；

技术总结
本发明提供的雾滴沉积量及蒸发率检测装置，属于智能检测设备领域，包括：由长条形的柔性基底构成的传感模块，在柔性基底的至少一侧的表面涂覆有导电层；在雾滴接收模块承接喷洒作业时的雾滴后，涂覆有导电层的所述柔性基底发生弹性形变；检测电路检测传感模块发生弹性形变后的电学参量；微处理器根据所述电学参量，计算沉积在雾滴接收模块上的雾滴沉积量，并基于雾滴沉积量计算蒸发率。本发明提供的检测装置，利用曲度传感原理，通过表面涂覆有导电层的柔性基底作为传感模块，因雾滴的沉积会造成柔性基底的形变，而造成涂覆在柔性基底上的导电层的阻值变化，故通过检测阻值的变化就可以快速检测出雾滴沉积量，操作简单，适用性强且检测精度高。

技术研发人员：赵春江,李龙龙,陈立平,张瑞瑞,唐青
受保护的技术使用者：北京市农林科学院智能装备技术研究中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13