CN116297056B - 雾滴沉积量及蒸发率检测装置 - Google Patents

雾滴沉积量及蒸发率检测装置 Download PDF

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Abstract

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。

Description

雾滴沉积量及蒸发率检测装置
技术领域
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
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。
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。
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。
发明内容
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。
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；
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；
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；
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；
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。
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；
所述导电油墨层涂覆在所述条带状基板的至少一个面上；
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；
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。
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：
；
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。
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；
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。
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。
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：
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；
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；
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。
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；
在所述雾滴接收模块的边缘处设置有围栏。
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；
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。
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：
；
其中，W e为韦伯数，R e为雷诺数，d max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。
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；
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；
所述数据传输模块将接收到的数据存储至远端计算机上。
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。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的雾滴沉积量及蒸发率检测装置的结构示意图；
图2是本发明提供的在雾滴接收模块上存在不同雾滴沉积量时，传感模块的形变状态示意图；
图3是本发明提供的传感模块在发生形变后柔性基底与导电层的状态示意图；
图4是本发明提供的传感模块在未发生形变时柔性基底与导电层的状态示意图；
图5是本发明提供的检测电路的结构示意图；
图6是本发明提供的展示检测电路的具体结构的雾滴沉积量及蒸发率检测装置的示意图；
图7是本发明提供的雾滴沉积量及蒸发率检测装置的主视图；
图8是本发明提供的喷杆长度与单位面积沉积质量的关系示意图；
图9是采用本发明提供的雾滴沉积量及蒸发率检测装置与采用培养皿进行雾滴沉积量检测结果的对比示意图；
其中，附图标记为：
1：雾滴接收模块；2：传感模块；3：检测电路；4：微处理器；21：柔性基底；22：导电层；V CC ：电压输入源的电压值；R x ：参比电阻；R w ：导电油墨层的阻值；V x ：检测电压值。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在本发明实施例的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、装置、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合图1-图9描述本发明实施例所提供的雾滴沉积量及蒸发率检测装置。
图1是本发明提供的雾滴沉积量及蒸发率检测装置的结构示意图，如图1所示，主要包括但不限于以下几个部分组成：传感模块2、雾滴接收模块1、检测电路3和微处理器4。
其中，传感模块2主要包括长条形的柔性基底，在柔性基底的至少一侧的表面涂覆有导电层，雾滴接收模块1设置在传感模块2的一端。
可选地，柔性基底的横截面可以是矩形、正方形、圆形或者其他任意形状的平面。
上述柔性基底是由绝缘材质制备成的，并在一端受外力的情况下会发生弹性形变，并在撤除上述外力后，恢复至原状态。
另外，由于雾滴的质量一般不大，为了敏捷地反映出雾滴接收模块1上的雾滴沉积量，一般来说会控制柔性基底的厚度，例如制备成厚度很小的薄片状的柔性带状基底，这样一旦有雾滴沉降在与柔性带状基底连接的雾滴接收模块1上，就会造成柔性带状基底的形变。
进一步地，在雾滴接收模块1承接喷洒作业时的雾滴后，涂覆有导电层的柔性基底发生弹性形变。
柔性基底所受外力的大小与其发生弹性形变的形变量是正相关的。图2是本发明提供的在雾滴接收模块上存在不同雾滴沉积量时，传感模块的形变状态示意图，如图2所示，在雾滴接收模块1上无任何雾滴沉积时，传感模块2保持水平状态；在雾滴接收模块1上存在较小雾滴沉积量时，传感模块2受雾滴重力作用而发生弹性形变的形变量是小于雾滴接收模块1上存在较大雾滴沉积量时弹性形变的形变量。
检测电路3，主要用于检测传感模块2因发生弹性形变后的电学参量。
其中，电学参量可以是检测到传感模块2因发生弹性形变后，造成其电阻的变化，进而由预设的检测电路3将这一电阻的变化量转化为电流或者电压的变化量，作为电学参量。
电学参量可以是检测到传感模块2因发生弹性形变后，造成与其相关的电容值的变化，进而引起的电流变化量或者电压变化量。例如，对一个传感模块2的上表面至少一个部位进行处理，并在相隔该部位很近的位置设置另一板式导体（包括导线），使得设置的另一板式导体与传感模块2的上表面之间构成一个电容器。这样在传感模块2发生弹性形变后，会造成所构成的电容器的板间距离减小，这样电容器的电容变大，然后通过预设的检测电路3将这一电容变化量转化成电压或者电流的变化量，作为电学参量。
需要说明的是，本实施例中所提及的电学参量并不限定是电压或者电流的变化量，也可以利用其他电学相关的参数来数字化的表达出传感模块2的弹性形变的具体形变量。
最后，由微处理器4根据因传感模块2的弹性形变所产生电学参量，计算出沉积在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。
具体来说，由于雾滴沉积量与传感模块2的弹性形变正相关，而传感模块2的弹性形变会造成电学参量的不同，且可以设计为两者正相关，因此通过微处理器4就可以根据不同的电学参量，计算出对应的雾滴沉积量。
目前，在进行雾滴增发率检测时，常用的检测包括摄像法，即利用数码照相机或显微镜获得沉降后的雾滴图像，再通过图像处理软件测定雾滴尺寸缩小量，进而计算雾滴蒸发率。这种检测方法操作繁琐，对图像质量和图像处理方法要求高，且智能化程度低。
另外，现有技术也有利用共平面插指式电容器的电容值变化测定雾滴沉积量，进而监测雾滴的蒸发过程。但这类方法也存在明显的缺陷：传感器表面的电容器为平行等间距排列，电容器两极板间存在间距，当雾滴在极板之间或横跨几个极板会明显影响信号准确度，造成测量误差。
由于利用本发明提供的雾滴沉积量及蒸发率检测装置，能够实时检测连续时间段内任一时刻的雾滴沉积量。因此，当有雾滴沉降到雾滴接收模块1时，传感模块2发生弯曲，所能获取到的检测电压值实时传送至微处理器4，用于根据阻值与沉积量关系模型，计算出雾滴沉积量。
同时，微处理器4进行计时，当确认当前喷洒周期内的所有雾滴均沉降至雾滴接收模块1后，则此时的检测电压值为最小值，而雾滴沉积量为最大值。
随着时间推移，雾滴开始蒸发，可通过雾滴沉积量减小值和对应时长，计算一个检测周期内的雾滴蒸发率。
作为一种可选实施例，本发明提供了一种计算一个检测周期内的雾滴蒸发率的计算方法：
；
其中，为雾滴蒸发率，/>为检测周期内初始的雾滴沉积质量，/>为检测周期内末端的雾滴沉积质量，/>为检测周期内的时长。
进一步地，在微处理器计算出雾滴沉积量和雾滴蒸发率之后，可以通过显示装置将其展示给用户，或者对一个或者多个喷洒周期内采集到的雾滴沉积量和雾滴蒸发率进行存储，供用户运用、分析等。
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和雾滴蒸发率，操作简单，适用性强且检测精度高。
图3是本发明提供的传感模块在发生形变后柔性基底与导电层的状态示意图；图4是本发明提供的传感模块在未发生形变时柔性基底与导电层的状态示意图，作为一种可选实施例，本发明所提供的雾滴沉积量及蒸发率检测装置中的传感模块2的柔性基底21可以是基于柔性的酚醛树脂制成的条带状基板，涂覆在其至少一个表面的导电层22可以为导电油墨层。
需要说明的是，导电油墨层涂覆在所述条带状基板的至少一个面上。例如，一般情况下是利用雾滴接收模块1的上表面来承接喷洒周期内的雾滴，故可以仅仅在柔性基底21的上表面涂覆导电油墨层。
当然，也可以同时在柔性基底21的上表面和下表面同时涂覆导电油墨层，对此本发明并不作具体限定。
检测电路3的两个检测端，分别电连接位于条带状基板两端处的导电油墨层。这样，条带状基板在发生弹性形变后，导电油墨层的阻值会增大。
结合图3和图4所示，针对上述传感模块2的构成来说，在条带状基板发生弹性形变弯曲时，涂覆在其表面的导电油墨层的碳颗粒之间的间距会增大，从而会导致更高的电阻和更低的电流通过。而在条带状基板未发生弹性形变时，由于导电油墨层的碳颗粒之间的间距会相对较近，因此所产生的电阻会相对较小，这样在相同电压下会有更高的电流留过。这样，由于传感模块2的弯曲量与其自身的电阻是成正比的，因此可以将其视作为一个柔性电位器。
综上所述，本发明提供的雾滴沉积量及蒸发率检测装置，利用由条带状基板和涂覆在其至少一个表面的导电油墨层构成的传感模块2，采用形变量的变化量对雾滴接收模块1上所承接的雾滴沉积量进行直接反应。进而，利用因检测传感模块2的形变量的变化所造成的电阻变化，生成对应的电学参量。这样就可以根据所检测到的电学参量快速。准备的计算出雾滴沉积量的大小，操作方便、原理清晰，为快速便捷的检测雾滴沉积量提供了具体的实施方式，用户操作方便、适用性强且检测精准度高。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，条带状基板的长宽比是基于以下设计模型确定的：
；
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。
根据弹性形变的形变量与其受力关系之间的受力关系，传感模块2发生弹性形变的形变量与条带状基板的长、宽之间是存在相关性的。
具体地，弹性形变的形变量与条带状基板的长、宽之间存在的关相关性可以采用以下公式进行表达：
；
对上述公式进行转化，就可以构建上述条带状基板的长宽比的设计模型。
为进一步提高传感模块2的应力响应性能，保证传感模块2对小质量雾滴沉积的敏感性，本发明通过大量试验测试，确定传感模块2的长与宽的比值最好不小于18。
本发明提供的雾滴沉积量及蒸发率检测装置，通过对条带状基板的长宽比进行研究、试验，确定了不同场景下所选用的用于制备传感模块的条带状基板的选择标准，尤其是从其长宽比的角度进行了分析，为提高传感模块的应力响应性能，保证传感模块对小质量雾滴沉积的敏感性提供了理论和试验支持。
作为一种可选实施例，本发明是利用检测电路3对传感模块2发生弹性形变的形变量进行量化，生成对应的电学参量。
图5是本发明提供的检测电路的结构示意图，如图5所示，其中V CC 表示电压输入源的电压值；R x 表示参比电阻；R w 表示导电油墨层的阻值；V x 表示检测电压值，本发明通过这一检测电路就可以将因弹性形变的形变量造成的传感模块2的阻值变化，转换成一个电压值作为电学参量。
需要说明的是，检测电压值V x 是参比电阻R x 两端的电压降，并不是导电油墨层的阻值，可以采用以下等式来计算检测电压值V x ：
；
由于检测电压值V x 的大小是随着传感模块2中导电油墨层的弯曲半径的增加而降低的，例如：在使用电压值为5V的电压输入源，设参比电阻R x 为47KΩ的情况下，在传感模块2未发生弹性形变（即雾滴接收模块1上没有雾滴沉降）时，此时的导电油墨层的电阻会较小约为25kΩ，此时可计算出的检测电压值V x ：
；
而当传感模块2完全弯曲至90°时，此时的导电油墨层的电阻会增加至约为100Kω，此时所产生的检测电压值V x ：
；
综合上述内容可以获知，采用本发明提供的检测电路3就可以将检测电压值V x 作为电学参量，数字化的表达出传感模块2因受力所造成的弹性形变的形变量。
图6是本发明提供的展示检测电路的具体结构的雾滴沉积量及蒸发率检测装置的示意图，如图6所示，检测电路3主要包括参比电阻R x 、电压输入源（可利用其电压值V CC 直接对其进行表示）和比较器。
其中，参比电阻R x 的一端接地GND，另一端连接条带状基板一端处的导电油墨层；条带状基板另一端处的导电油墨层连接电压输入源并接入至比较器的第一输入端；比较器的第二输入端与比较器的输出端短接。
需要说明的是，此时的电学参量可以确定为电压输入源V CC 施加在参比电阻R x 上的电压。
作为一种可选实施例，上述参比电阻R x 的阻值，等于条带状基板未发生弹性形变时导电油墨层的阻值。
采用上述检测电路3，就可以根据实时获取的检测电压值V x 量化传感模块2因受力所造成的弹性形变的形变量。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，上述微处理器4根据电学参量，计算沉积在雾滴接收模块1上的雾滴沉积量，主要包括但不限于以下方式：
根据确定的电学参量、电压输入源的电压值V CC 和参比电阻R x 的阻值，计算导电油墨层的阻值R w ；
将导电油墨层的阻值R w 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。
其中，上述电学参量可以是检测电压值V x ，阻值与沉积量关系模型是基于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。
本发明可以通过前期试验，建立检测电压值V x 与雾滴沉积量x的关系方程作为阻值与沉积量关系模型，这样就可以根据实际测量到的检测电压值V x 直接推导出雾滴沉积量x。
具体地，首先根据历史数据确定出导电油墨层的阻值R w 与沉积量关系模型的表达式：
；
进一步地，通过对上述表达式进行推导，获取到检测电压值V x 与雾滴沉积量x的关系方程：
；
对上述表达式作进一步转换，就可以得到阻值与沉积量关系模型的表达式：
；
本发明提供的雾滴沉积量及蒸发率检测装置，采用试验的方式拟合出导电油墨层的阻值R w 与沉积量关系模型，进而根据检测电路的电路结构，对上述模型进行转换，获取到阻值与沉积量关系模型，这样后续就可以快速地根据实时测量到的检测电压值V x 直接计算到雾滴接收模块上的雾滴沉积量，操作流程简单、方便，适用性强，且检测稳定性高。
需要说明的是，在传感模块2的一端设置的雾滴接收模块1，是为进一步提高雾滴沉积量及蒸发率检测装置的雾滴沉积量检测的灵敏度，增大雾滴接收面积而作的改进。
可选地，雾滴接收模块1的材质为轻型的麦拉卡片。该麦拉卡片的形状可以为披针形，也可以为规则的或者不规则的其它形状，对此本发明不作具体的限定。
进一步地，为适应对大容量喷雾方式的检测，可以在雾滴接收模块1的***设置预设高度的围栏，上述围栏的主要作用在于能够拦截因传感模块2发生弹性形变的倾角造成的雾滴流淌，能最大程度保证测量的准确性。
需要提醒说明的是，可以在传感模块2的外部设置外壳，以防止喷洒的雾滴与传感模块2上的导电油墨层直接接触，以确保仅有雾滴接收模块1负责进行雾滴的承接，避免喷洒到传感模块2上的雾滴对导电油墨层的阻值R w 的阻值推导造成影响。
由于雾滴自喷雾机喷出，运动至雾滴沉积量及蒸发率检测装置上的时候，往往是具有一定的惯性，本发明为减少这一惯性对传感模块2的振动作用，同时还为了减轻传感模块2发生弹性形变的倾角造成的雾滴流淌情况的发生，对雾滴接收模块1进行了改进。
作为一种可选实施例，本发明将雾滴接收模块1用于承接喷洒作业时的雾滴的上表面设置为蜂窝网面，就可以在雾滴的着靶过程中起到缓冲减振作用，最大程度的减轻雾滴飘落至雾滴接收模块1时的惯性，进一步提升了检测的精度。
可选地，上述蜂窝网面的每一网孔被设置为正六边形孔。为了有效避免雾滴飘落在蜂窝网面时发生迸溅，该正六边形孔的直径在设计时应小于雾滴的最大润湿长度。
作为一种可选实施例，所述雾滴的最大润湿长度是基于以下公式计算得到的：
；
其中，W e为韦伯数，R e为雷诺数，d max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。
在上述公式中，在雾滴持留预测函数＜0时，雾滴铺展运动达到最大润湿长度/>仍有动能可能发生飞溅；在雾滴持留预测函数/>≥０时，雾滴达到最大润湿长度后将不发生迸溅。
因此，在保证≥０的前提下，故本发明将最大润湿长度作为六边形直径，可以一定程度使得雾滴不发生迸溅。
本发明提供的雾滴沉积量及蒸发率检测装置，通过对雾滴接收模块承接雾滴的表面进行优化设计，能够减轻雾滴飘落至雾滴接收模块时的惯性对检测结果的影响，且蜂窝网面相较于光滑表面能够一定程度抑制雾滴流淌情况的发生，因此可以进一步提升检测的精度。
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，本发明提供的雾滴沉积量及蒸发率检测装置，还包括数据传输模块。
图7是本发明提供的雾滴沉积量及蒸发率检测装置的主视图，如图7所示，雾滴沉积量及蒸发率检测装置可以包括一个外壳，上述传感模块2、检测电路3、微处理器4以及数据传输模块均装设在该外壳内，这样可以使得仅有雾滴接收模块1进行雾滴的承接，一方面可以确保检测的精准性，另一方面也可以避免雾滴对其他部件的腐蚀，增加设备的使用寿命。
进一步地，上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，数据传输模块将接收到的数据存储至远端计算机上。
为进一步说明没发明所提供的雾滴沉积量及蒸发率检测装置的可行性，提供以下实施例以作说明：
将电压输入源的电压值V CC 设置为5V，由于传感模块2在未发生弹性形变即没有雾滴沉降时的电阻为21kΩ，故将参比电阻R x 也设置为21kΩ，此时传感模块2的长可以设置为4.56cm，宽设置为0.25cm。
当无雾滴沉降时，所获取的检测电压值为2.5V。
通过输出检测电压值至阻值与沉积量关系模型，就可求得雾滴沉积量：
采用常规喷杆喷雾机进行实验，将喷杆配置LU120-015号喷头，喷雾机的运行速度设置为2m/s，施药量为12L/亩。
分别利用本发明提供的雾滴沉积量及蒸发率检测装置和直径5cm培养皿分别进行对比检测。
本发明所提供的雾滴沉积量及蒸发率检测装置在喷雾开始前启动，在线监测记录雾滴沉积量。培养皿放置在精度为万分之一的电子天平上，测定其收集雾滴前后的培养皿质量。按照上述布置，同时进行5次重复测试。
进一步地，将本发明所提供的雾滴沉积量及蒸发率检测装置和培养皿放置于环境精准可调的风洞中，设置风洞内温度为32度、湿度为35%，风洞风速为2m/s。对于培养皿内沉积质量，电子天平每间隔30秒记录一次数值；对于本发明所提供的雾滴沉积量及蒸发率检测装置进行连续在线监测。蒸发测试时间设置为17分钟。
将测量的雾滴沉积量除以培养皿底面积和雾滴接收模块1的面积，分别计算单位面积沉积量。测量结果如下表1所示。
表1 ***测量结果与培养皿称重结果对比
与培养皿称重结果相比，本发明测量的沉积质量误差不超过2.0%，充分满足植保机械喷雾测量要求。
图8是本发明提供的喷杆长度与单位面积沉积质量的关系示意图，如图8所示，还通过同时应用13个本发明所提供的雾滴沉积量及蒸发率检测装置，来获取喷杆展向的雾滴沉积量的分布，就可以分析出雾滴沉积分布均匀性。
上述实施例中，分别利用2种方法分别测定了喷雾机喷施药液的沉降雾滴的蒸发特性。
图9是采用本发明提供的雾滴沉积量及蒸发率检测装置与采用培养皿进行雾滴沉积量检测结果的对比示意图，如图9所示，采用本发明提供的雾滴沉积量及蒸发率检测装置所测得的雾滴沉积量的变化曲线，与采用现有的培养皿称重法所得的变化曲线是基本吻合，仅由于培养皿的底面积相对较大，所以雾滴蒸发率相对较高。本发明提供的雾滴沉积量及蒸发率检测装置和培养皿称重法所测定的雾滴蒸发率分别为0.49mg/min和0.51mg/min。
通过上述对比实验，充分说明了本发明所提供的雾滴沉积量及蒸发率检测装置是可行性，在测量精度上与采用现有的培养皿称重法所检测的结果之间的区别是很小的，能够满足植保机械喷雾测量要求。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的装置。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

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；
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；
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；
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；
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；
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；
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；
所述雾滴的最大润湿长度是基于以下公式计算得到的：
；
其中，W e为韦伯数，R e为雷诺数，d max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。
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；
所述导电油墨层涂覆在所述条带状基板的至少一个面上；
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；
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。
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：
；
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。
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；
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。
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：
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；
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；
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。
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；
在所述雾滴接收模块的边缘处设置有围栏。
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，还包括数据传输模块；
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；
所述数据传输模块将接收到的数据存储至远端计算机上。
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