[發明專利]一種基于電容傳感器的噴霧沉積量和覆蓋面積在線檢測系統

有效

• 申請號: 202110025803.2
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112816372B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 歐鳴雄;汪明;賈衛東;楊學軍;董祥;張鐵
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N15/04
• 分類號: G01N15/04;G01B7/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于電容傳感器的噴霧沉積量和覆蓋面積在線檢測系統，涉及到農業智能化檢測領域，包括電容傳感器、數據采集模塊、數據處理模塊、數據傳輸模塊、無線網關模塊、電源模塊、手機顯示模塊和空間三角支架；本發明提供的一種具有測量空間多層噴霧沉積量與覆蓋面積的檢測系統能夠實時輸出分層的噴霧沉積量與覆蓋面積，實現噴霧沉積量與覆蓋面積的分布快速檢測評價。本發明可以減小傳統測量噴霧沉積量與覆蓋面積的工作量，為噴霧沉積量與覆蓋面積的基礎性研究提供快速檢測手段。

技術領域

本發明涉及到農業智能化檢測領域，具體涉及到一種基于電容傳感器的噴霧沉積量和覆蓋面積在線檢測系統，結合無線網絡與先進傳感手段，實現噴霧沉積量與覆蓋面積的在線檢測與評價。

背景技術

化學農藥的噴施，仍是植保作業中主要的手段。部分化學農藥主要通過內吸式與觸殺式兩種形式作用在雜草表面。增加噴霧沉積霧滴在植物表面的覆蓋面積，可以增加霧滴與葉面的接觸面積，由此加大葉片對藥液的吸收，還可以減少液滴滾落，因此測量噴霧沉積的覆蓋面積十分重要。同時噴霧沉積量的大小對植保作業也至關重要，噴施量過多將會導致藥液浪費，造成環境污染；噴施量過少將會造成藥量不足，達不到殺蟲效果。霧滴沉積覆蓋率和沉積量是植保噴霧質量評價中的重要指標。通過對噴霧質量的評價可以用于植保機器的改進，最優工況的調試。因此，噴霧沉積覆蓋面積與沉積量的測量對植保作業有重大意義。

現階段測量噴霧沉積的覆蓋面積，主要的手段有利用圖像處理法，其主要的不足在于試驗裝置要求較高，且只適合于在實驗室使用，無法實現通過植保噴嘴在田間工作時進行測量，且其測量點過于單一；也有利用水敏紙進行霧滴覆蓋面積的檢測，但是水敏紙的布置，收集工作量較大，測量噴霧穿透性時，其布置受植物冠層形狀的影響，且其需要繁瑣的后處理工作，無法實現多點多層噴霧沉積覆蓋面積的實時測量。測量霧滴沉積量的方法有收集稱重法、洗脫法、基于水敏紙的圖像處理法等。以上方法均不可以實現霧滴沉積量的實時測量，且測量操作工作量大。

發明內容

針對以上問題，本發明提出了一種基于電容傳感器的噴霧沉積量與覆蓋面積在線檢測系統及方法，結合電容傳感器技術與無線網絡技術完成數據的采集與傳輸，使用手機對測量結果進行顯示，實現測量系統的運行。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于電容傳感器的噴霧沉積量和覆蓋面積在線檢測系統，包括電容傳感器、數據采集模塊、數據處理模塊、數據傳輸模塊、無線網關模塊和手機顯示模塊；

在噴霧作業任務中，電容傳感器用于檢測其表面噴霧沉積量與覆蓋面積；

所述數據采集模塊，用于獲取電容傳感器的輸出電容信號，同時為電容傳感器提供激勵電壓；

所述數據處理模塊用于處理電容傳感器輸出電容信號，進行相應數據算法的設置；

所述數據傳輸模塊用于組建采集無線局域網絡以及實現數據的傳輸；

所述無線網關模塊用于將采集到的數據上傳至手機顯示端；

所述手機顯示模塊用于數據的處理、查看和保存，并發送“開始”與“結束”指令至數據采集模塊。

進一步的，還包括電源模塊，所述電源模塊為數據采集模塊、數據處理模塊、數據傳輸模塊和無線網關模塊提供電源。

進一步的，還包括空間三角支架，所述空間三角支架用來支撐并調節電容傳感器的空間位置從而實現噴霧沉積量與覆蓋面積的分層測量。

進一步的，所述空間三角支架包括可伸縮支架桿和裝夾桿；所述可伸縮支架桿上設置有數個裝夾桿，且裝夾桿從上至下依次布置，裝夾桿用來裝夾電容傳感器。

進一步的，所述電容傳感器通過噴霧液滴沉積在其表面時，噴霧沉積液滴產生鋪展導致電容電導率變化，從而輸出與電容傳感器表面噴霧沉積覆蓋面積成正比的電容信號；噴霧沉積覆蓋面積(S)由下式得到：