基于線陣CCD的混藥濃度在線檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、為了提高農(nóng)藥利用率，變量噴霧、精確噴霧等新的施藥技術(shù)正在不斷發(fā)展，噴霧系統(tǒng)對(duì)施藥量的精確性要求越來(lái)越高，這就要求發(fā)展混藥濃度在線檢測(cè)技術(shù)。本文根據(jù)這種實(shí)際需求，通過(guò)總結(jié)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有混藥濃度檢測(cè)技術(shù)，結(jié)合工程實(shí)際背景，選用不同濃度溶液的透光率不同原理，設(shè)計(jì)了一種能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)藥濃度在線檢測(cè)的裝置。主要研究工作包括以下幾個(gè)方面:
　　1、設(shè)計(jì)了基于透光法混藥濃度在線檢測(cè)的裝置
　　以朗伯比爾定律為基礎(chǔ)，完成本檢測(cè)裝置的整體設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)

2、比選用線陣CCD傳感器為光強(qiáng)接收裝置，超高亮發(fā)光二極管為光源，選用飛思卡爾MC9S12XS128單片機(jī);設(shè)計(jì)了長(zhǎng)方體的透明檢測(cè)流道，以LM2596為芯片的可調(diào)穩(wěn)壓電源模塊、以LMV358為芯片的放大電路模塊，并用C語(yǔ)言進(jìn)行了線陣CCD模塊的驅(qū)動(dòng)、數(shù)據(jù)的采集、處理、保存與輸出等程序編程。
　　2、混藥濃度在線檢測(cè)裝置性能的實(shí)驗(yàn)研究
　　首先對(duì)檢測(cè)裝置進(jìn)行了標(biāo)定。給出0.1g/L、0.3g/L、0.5g/L、0.7g/L和0.9

3、g/L五種濃度的胭脂紅溶液下，所采集的每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)50組灰度值的數(shù)據(jù)圖。選擇每種濃度下50組灰度值數(shù)據(jù)中變異系數(shù)都小于5％的像素點(diǎn)作為有效像素點(diǎn)，用有效灰度值表示溶液濃度。給出標(biāo)準(zhǔn)胭脂紅溶液濃度與平均有效灰度值的擬合曲線，相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.9877。
　　用本裝置對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的0.27 g/L、0.37 g/L、0.47 g/L、0.57 g/L、0.67g/L濃度胭脂紅溶液進(jìn)行檢測(cè)，每種濃度測(cè)量5組數(shù)據(jù)，5組檢測(cè)數(shù)據(jù)的變異系數(shù)均不大于

4、1.38％，說(shuō)明檢測(cè)裝置穩(wěn)定性較好。五次實(shí)測(cè)濃度值的平均與標(biāo)準(zhǔn)濃度之間的偏差均不大于0.0184g/L，相對(duì)誤差均不大于3.081％，說(shuō)明本檢測(cè)裝置可以用于混藥濃度的在線檢測(cè)。
　　3、不同因素對(duì)濃度檢測(cè)影響的實(shí)驗(yàn)及真實(shí)農(nóng)藥實(shí)驗(yàn)
　　在0.1g/L、0.3g/L、0.5g/L、0.7g/L和0.9g/L五種濃度的胭脂紅溶液下，進(jìn)行噴霧流量對(duì)濃度檢測(cè)影響的實(shí)驗(yàn)。同一種濃度下不同噴霧流量對(duì)應(yīng)的平均有效灰度值的變異系數(shù)均不大于0.

5、28％，說(shuō)明噴霧流量對(duì)于濃度檢測(cè)影響較小。
　　在0.1g/L、0.3g/L、0.5g/L、0.7g/L和0.9g/L五種濃度的胭脂紅溶液下，進(jìn)行噴霧壓力對(duì)濃度檢測(cè)影響的實(shí)驗(yàn)。對(duì)平均有效灰度值與噴霧壓力進(jìn)行線性擬合，其擬合直線斜率分別為:-68.789、-43.238、-24.83、-10.493、-5.6934，可以發(fā)現(xiàn)濃度越大，擬合的直線斜率越大，說(shuō)明檢測(cè)濃度越大的溶液時(shí)，噴霧壓力對(duì)檢測(cè)的影響越小;檢測(cè)濃度越小的溶液時(shí)，噴霧壓

6、力對(duì)檢測(cè)的影響越大。
　　在0.1g/L、0.3g/L、0.5g/L、0.7g/L和0.9g/L五種的濃度胭脂紅溶液下，進(jìn)行了藥液溫度對(duì)濃度檢測(cè)影響的實(shí)驗(yàn)。對(duì)平均有效灰度值與藥液溫度進(jìn)行線性擬合，其擬合直線斜率分別為:-0.4668、-0.3896、-0.2362、-0.157、-0.1052，可以發(fā)現(xiàn)濃度越大，擬合的直線斜率越大，說(shuō)明檢測(cè)濃度越大的溶液時(shí)，藥液溫度對(duì)檢測(cè)的影響越小;檢測(cè)濃度越小的溶液時(shí)，藥液溫度對(duì)檢測(cè)的影響越大。