CN103983202B - 植保机械田间作业效果信息采集系统及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业测量技术领域，特别涉及一种可实时采集植保机械田间作业时的雾滴参数的植保机械田间作业效果信息采集系统及其操作方法。本发明的目的在于提供一种用于植保机械田间作业过程中，雾滴形态参数的采集的植保机械田间作业效果信息采集系统及其操作方法。本发明具有测量精确，使用方便，效率高的优点，有利于适时、准确地对田间作业植保机械的喷雾效果进行的快速全面的采集、测定，在快速准确采集雾滴形态参数的同时，亦可为判断植保机具本身的性能优劣提供参考依据；是现代农业规范化管理中所必需的信息采集工具。

Description

植保机械田间作业效果信息采集系统及其操作方法

技术领域

本发明涉及农业测量技术领域，特别涉及一种可实时采集植保机械田间作业时的雾滴参数的植保机械田间作业效果信息采集系统及其操作方法。

背景技术

“植保环节”是农业管理过程当中重要的作业环节。在植保机械的作业过程当中，一般会采用喷雾的方式进行施药。施药机械多种多样，田间的实际喷雾效果差异性很大。在田间作业过程中，雾粒直径和喷施均匀性是判定喷雾作业质量的重要指标，采用适当的方法采集雾粒直径和喷施面积基本信息，有助于对实际喷雾作业质量建立定量的了解。

针对雾粒直径的测量，主要有氧化镁板测量法、油皿法、仪器法(如激光粒径分析)等，上述方法主要是对喷头的喷雾效果进行实验室测定，并不能够对田间作业效果信息进行采集。

申请号为200510086231.X，名称为“一种雾滴谱的测量装置及图像处理方法”，着重阐述了通过图像处理的方法对雾滴图像进行处理分析，并给出了图像采集装置，但该装置主要是对已有的“靶纸(记录有雾滴形态的试纸或镁板)”进行图像采集，而如何实时有效地获取“靶纸”却没有涉及。

针对田间喷施均匀性的测量，机械行业标准《植保机械通用试验方法》(JB-T9782-1999)明确规定，需要采集植株上层、中层、下层叶片的受药情况。在田间作业时，雾滴从喷头到叶片的过程中，受湿度、温度、风速等因素的影响，瞬间附着到叶片正反两面上的雾滴形态很难采集。而涉及到直接获取雾滴形态参数的仪器还尚未有，造成喷雾作业效果分析过程中基础数据的缺失。随着现代农业的发展，对机组田间作业质量标准化要求日益提高，因此，研究一种能够快速、准确收集雾滴形态参数信息，且成本低、操作简单、易于田间作业的仪器显得尤为重要。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种用于植保机械田间作业过程中，雾滴形态参数的采集的植保机械田间作业效果信息采集系统及其操作方法，具有测量精确、使用方便、效率高的优点。

为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种植保机械田间作业效果信息采集系统，其中：

其包括支撑架1、仿形架2和靶标盒3，所述仿形架2安装在支撑架1上，仿形架2上设有靶标盒3，支撑架1的顶端设有探测器4，探测器4包括发射单元和接收单元；

其中，所述仿形架2为多层的塔状可调式结构，每层包括多个对称布置的支杆，各支杆末端布置有靶标盒3；在各层中，靶标盒3在支杆的对称位置上分别左右对称、正反放置；

所述靶标盒3包括雾滴直径采集盒6和雾滴喷施面积采集盒8，两盒中间设有隔板10；所述靶标盒3上设有快门5，快门5上开设有缝隙9；

所述雾滴直径采集盒6和雾滴喷施面积采集盒8内分别放置靶纸7；

在靶标盒3闭合状态下，快门5全部覆盖雾滴直径采集盒6和雾滴喷施面积采集盒8，并且快门5上的缝隙9对应隔板10，且缝隙9的宽度小于隔板10的宽度。

所述仿形架2上的靶标盒3的相对位置与被测植株外形轮廓相似。

所述仿形架2包括上、中、下三层，每层包括多个对称布置的延伸长度相同的支杆。

所述快门5可预调闭合时间。

一种植保机械田间作业效果信息采集系统的操作方法，所述操作方法包括如下步骤：

a)将支撑架1水平放置田间，根据植株外形调整仿形架2各层的高度和各个靶标盒3位置；

b)支撑架1的探测器4的发射单元发出红外信号，当植保机械经过探测器上方时，探测器4的接收单元接收到反射信号；

c)此时，探测器4向各靶标盒3发出控制信号，控制靶标盒3上的快门5按预设的时间要求瞬间闭合，由靶纸7保留该快门5闭合瞬间的雾滴形态；

d)由图像处理装置对靶纸7上的图像进行分析处理，得出不同高度层的雾滴直径、喷雾面积等参数。

在步骤c中：

在所述靶标盒3闭合动作发生前，所述雾滴直径采集盒6被快门5覆盖，喷施面积采集盒8敞开；

当喷雾机械运行至探测器4正上方时，闭合动作发生，大量雾滴瞬间飘入喷施面积采集盒8，缝隙9从雾滴直径采集盒6上方扫过，少量雾滴从缝隙9飘入雾滴直径采集盒6；

闭合动作完成时，缝隙9位于隔板10上方，雾滴直径采集盒6和喷施面积采集盒8完全被快门5覆盖。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明具有测量精确、使用方便、效率高的优点。有利于实时、准确地对田间作业植保机械的喷雾效果进行的快速全面的采集、测定，在快速准确采集雾滴形态参数的同时，亦可为判断植保机具本身的性能优劣提供参考依据；是现代农业规范化管理中所必需的信息采集工具。

附图说明

图1为本发明的植保机械田间作业效果信息采集系统结构示意图；

图2为图1中的靶标盒3闭合前的状态示意图；

图3为图1中的靶标盒3闭合后的状态示意图。

【主要组件符号说明】

1支撑架

2仿形架

3靶标盒

4探测器

5快门

6雾滴直径采集盒

7靶纸

8喷施面积采集盒

9缝隙

10隔板

具体实施方式

下面，结合附图与实施例，进一步详细地解释本发明。

如图1所示，为本发明的植保机械田间作业效果信息采集系统结构示意图。所述植保机械田间作业效果信息采集系统包括支撑架1、仿形架2和靶标盒3。所述仿形架2安装在支撑架1上，仿形架2上设有靶标盒3，支撑架1的顶端设有探测器4，探测器4包括发射单元和接收单元。

其中，所述仿形架2为多层的塔状可调式结构，每层包括多个支杆，各支杆末端布置有靶标盒3；在各层中，靶标盒3在支杆的对称位置上分别左右对称、正反放置。所述仿形架2上的靶标盒3的相对位置与被测植株外形轮廓相似。可模仿植株不同高度叶片的相对位置和植株外形轮廓。

在图1所示的实施例中，所述仿形架2包括上、中、下三层，每层包括4个对称布置的延伸长度相同的支杆，各支杆末端布置有靶标盒3；在各层中，靶标盒3在支杆的对称位置上分别左右对称、正反放置。

所述靶标盒3包括雾滴直径采集盒6和雾滴喷施面积采集盒8，两盒中间设有隔板10；所述靶标盒3上设有可预调闭合时间的快门5，快门5上开设有具有一定宽度的缝隙9；所述雾滴直径采集盒6和雾滴喷施面积采集盒8内分别放置可有效吸附雾滴的靶纸7，以保留快门闭合瞬间的雾滴形态。在闭合状态下，快门5可全部覆盖雾滴直径采集盒6和雾滴喷施面积采集盒8，并且快门5上的缝隙9对应于隔板10，且缝隙9的宽度小于隔板10的宽度。

本发明的植保机械田间作业效果信息采集系统在田间采集雾滴参数时，操作方法如下：

a)将支撑架1水平放置田间，根据植株外形调整仿形架2各层的高度和各个靶标盒3位置；

b)支撑架1的探测器4的发射单元发出红外信号，当植保机械经过探测器上方时，探测器4的接收单元接收到反射信号；

c)此时，探测器4向各靶标盒3发出控制信号，控制靶标盒3上的快门5按预设的时间要求瞬间闭合，由靶纸7保留该快门5闭合瞬间的雾滴形态；

d)由图像处理装置对靶纸7上的图像进行分析处理，得出不同高度层的雾滴直径、喷雾面积等参数，便于对喷雾效果做进一步的分析。

图2和图3为图1中靶标盒3的动作示意图。其中，图2为靶标盒3的闭合前的状态示意图，图3为靶标盒3的闭合后的状态示意图。

其中，靶标盒3在闭合动作发生前，所述雾滴直径采集盒6被快门5覆盖，喷施面积采集盒8敞开；当喷雾机械运行至探测器4正上方时，闭合动作发生，大量雾滴瞬间飘入喷施面积采集盒8，缝隙9从雾滴直径采集盒6上方扫过，少量雾滴从缝隙9飘入雾滴直径采集盒6；闭合动作完成时，缝隙9位于隔板10上方，雾滴直径采集盒6和喷施面积采集盒8完全被快门5覆盖，有效避免外界环境对盒内靶纸7的影响。

Claims (6)

1.一种植保机械田间作业效果信息采集系统，其特征在于：

其包括支撑架(1)、仿形架(2)和靶标盒(3)，所述仿形架(2)安装在支撑架(1)上，仿形架(2)上设有靶标盒(3)，支撑架(1)的顶端设有探测器(4)，探测器(4)包括发射单元和接收单元；

其中，所述仿形架(2)为多层的塔状可调式结构，每层包括多个对称布置的支杆，各支杆末端布置有靶标盒(3)；在各层中，靶标盒(3)在支杆的对称位置上分别左右对称、正反放置；

所述靶标盒(3)包括雾滴直径采集盒(6)和雾滴喷施面积采集盒(8)，两盒中间设有隔板(10)；所述靶标盒(3)上设有快门(5)，快门(5)上开设有缝隙(9)；

所述雾滴直径采集盒(6)和雾滴喷施面积采集盒(8)内分别放置靶纸(7)；

在靶标盒(3)闭合状态下，快门(5)全部覆盖雾滴直径采集盒(6)和雾滴喷施面积采集盒(8)，并且快门(5)上的缝隙(9)对应隔板(10)，且缝隙(9)的宽度小于隔板(10)的宽度。

2.如权利要求1所述的植保机械田间作业效果信息采集系统，其特征在于：

所述仿形架(2)上的靶标盒(3)的相对位置与被测植株外形轮廓相似。

3.如权利要求1或2所述的植保机械田间作业效果信息采集系统，其特征在于：

所述仿形架(2)包括上、中、下三层，每层包括多个对称布置的延伸长度相同的支杆。

4.如权利要求1或2所述的植保机械田间作业效果信息采集系统，其特征在于：

所述快门(5)可预调闭合时间。

5.一种如权利要求1所述的植保机械田间作业效果信息采集系统的操作方法，其特征在于：

所述操作方法包括如下步骤：

a)将支撑架(1)水平放置田间，根据植株外形调整仿形架(2)各层的高度和各个靶标盒(3)位置；

b)支撑架(1)的探测器(4)的发射单元发出红外信号，当植保机械经过探测器上方时，探测器(4)的接收单元接收到反射信号；

c)此时，探测器(4)向各靶标盒(3)发出控制信号，控制靶标盒(3)上的快门(5)按预设的时间要求瞬间闭合，由靶纸(7)保留该快门(5)闭合瞬间的雾滴形态；

d)由图像处理装置对靶纸(7)上的图像进行分析处理，得出不同高度层的雾滴直径、喷雾面积。

6.一种如权利要求5所述的植保机械田间作业效果信息采集系统的操作方法，其特征在于：

在步骤c中：

在所述靶标盒(3)闭合动作发生前，所述雾滴直径采集盒(6)被快门(5)覆盖，喷施面积采集盒(8)敞开；

当喷雾机械运行至探测器(4)正上方时，闭合动作发生，大量雾滴瞬间飘入喷施面积采集盒(8)，缝隙(9)从雾滴直径采集盒(6)上方扫过，少量雾滴从缝隙(9)飘入雾滴直径采集盒(6)；

闭合动作完成时，缝隙(9)位于隔板(10)上方，雾滴直径采集盒(6)和喷施面积采集盒(8)完全被快门(5)覆盖。