[發明專利]基于植株冠層孔隙率的空間霧滴沉積量測量與評價方法

有效

• 申請號: 201811616614.7
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109490158B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 劉雪美;李幻;劉興華;宋來其;李揚
• 申請（專利權）人: 山東農業大學
• 主分類號: G01N15/04
• 分類號: G01N15/04;G01N15/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種基于植株冠層孔隙率的空間霧滴沉積量測量與評價方法，將植株冠層分為若干層，在層與層之間的間隔處放置隔板，隔板上均勻且盡可能多地放置水敏紙，將植株定速穿過流量恒定的噴霧構架，統計分析水敏紙沉積數據，得出霧滴單位面積沉積量，與隔板的面積相乘，得到第n層隔板的沉積總量，即植株冠層的第n層穿透量，第n?1層隔板與第n層隔板的沉積量的差值即為第n層植株冠層的沉積量，反映了霧滴在第n層植株冠層的沉積狀況，第n層的隔板沉積總量占第n?1層隔板沉積總量的百分比反映出霧滴在植株冠層的穿透狀況，利用高斯過程回歸得出各層孔隙率與沉積百分比的關系，可以為研究植株冠層內部霧滴穿透以及沉積分布提供重要依據。

技術領域

本發明屬于植保噴霧技術領域，涉及基于植株冠層孔隙率的空間霧滴沉積量測量與評價方法，以及孔隙率和沉積量對應關系的評價方法。

技術背景

對于植株冠層噴霧沉積量的測量，Khot等人提出將水敏紙布置在植株冠層的葉片上，這種方式通常需要葉面積指數等參數值來計算，但是植株冠層的形態多變，葉面積指數測量困難，無法測得所需結果。經對現有技術文獻的檢索發現，發明專利“尺寸可變式霧滴空間沉積量測試裝置及方法”，專利申請號201310410038.1公開了一種尺寸可變式空間測試裝置，利用圓片簡化模型，實現圓片尺寸、高度可調，，獲得霧滴分層沉積數據；實用新型專利“一種基于作物孔隙率相似性的霧滴沉積測試裝置”專利申請號201720730198.8將葉片簡化為立體體積單元，可以從多面接收霧滴；發明專利“一種植株藥液冠層穿透性的評估方法”，專利申請號201410827364.7提出一種利用多層百葉箱測試植株藥液冠層穿透性的評估方法。這些簡化模型一定程度上可以代替植株測量沉積量，但植株冠層內部結構復雜多變，且植株之間有相互遮擋影響，采用這些方式不能準確得到沉積結果。

發明內容

針對以上技術的不足，本發明提供一種可以準確測量植株冠層任何一個層次的霧滴沉積量；以及通過植株冠層的孔隙的霧滴沉積量，結合分層孔隙率參數，利用高斯過程回歸得出兩者的關系，為后續噴霧參數優化提供理論依據。

本發明采用的具體技術方案如下：基于植株冠層孔隙率的空間霧滴沉積量測量與評價方法，包括以下步驟：

所述的噴霧系統為門型噴霧臺架，采用噴桿式噴霧的方式，包括噴頭、流量計、電磁閥、隔膜泵、藥箱以及軟管，所述的噴頭為扇形噴霧面，噴灑均勻藥液，噴霧范圍大于植株的行距；所述的流量計用于實時監測噴霧流量，做出反饋，便于實時調整，確保流量穩定；所述的電磁閥分別為常開和常閉電磁閥，用于控制噴頭噴霧的即停；所述的隔膜泵用于抽取藥箱中的藥液，通過軟管供給噴頭；所述的藥箱用于存放藥液，軟管用于輸送藥液；噴霧控制系統包括PC端、串口、單片機、隔膜泵驅動電機和繼電器；行走部分控制系統包括PC端、藍牙或者WIFI模塊和控制器；對于噴霧系統來說，利用串口使PC端和單片機通訊，PC端發送指令使隔膜泵按照特定的電壓工作，使噴頭按照需要的流量穩定噴藥，流量計測出穩定工作時的流量，并通過串口反饋到PC端，噴霧作業結束之后，利用繼電器的通斷控制電磁閥使噴頭立即停止噴藥；行走機構用于放置植株，采用WIFI或者藍牙模塊無線通訊，PC端發送指令使行走機構按照一定的速度運動，旋轉編碼器反饋行走機構運動速度，通過PC端做出適當調整，使行走機構載著植株按所需速度運行；

1)植株冠層分層孔隙率的獲得：1：1還原搭建枝葉易拆卸的仿真植株模型，將四株植株按照不同的行株距進行擺放，獲得一個封閉式的矩形區域，將植株冠層分成若干層c₁,c₂,c₃…c_n，利用激光測距原理分別測得植株冠層各層的孔隙率值；