專利名稱：一種混藥濃度在線檢測(cè)方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混藥濃度的在線檢測(cè)方法及其裝置，屬于植物保護(hù)機(jī)械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
相比于傳統(tǒng)的預(yù)混藥方式，在線混藥的特點(diǎn)是藥箱和水箱分離，工作時(shí)通過(guò)混藥裝置在線混藥。在線混藥裝置可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥濃度按需改變，在病蟲(chóng)害嚴(yán)重區(qū)域提高藥液濃度，在病蟲(chóng)害較輕區(qū)域降低藥液濃度，達(dá)到根據(jù)病蟲(chóng)害程度按需混藥。在線混藥是當(dāng)前提高農(nóng)藥利用率的最有效手段之一，也是提高農(nóng)藥使用安全性的最有效手段之一。建立在線混藥濃度測(cè)量技術(shù)并把這種技術(shù)應(yīng)用于在線混藥濃度反饋，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥定點(diǎn)定濃度噴施的必要條件。本發(fā)明直接針對(duì)這種工程需求，發(fā)展了一種混藥濃度在線檢測(cè)的方法及其裝置，可以實(shí)現(xiàn)混藥濃度的在線實(shí)時(shí)檢測(cè)。這種在線混藥濃度測(cè)量裝置與信號(hào)放大電路及顯示器和存儲(chǔ)器連接還可以實(shí)現(xiàn)濃度的實(shí)時(shí)顯示和存儲(chǔ)。并可作為混藥器性能評(píng)價(jià)的檢測(cè)裝備。填補(bǔ)植保機(jī)械混藥技術(shù)檢測(cè)裝置的空白。在對(duì)現(xiàn)有專利的檢索過(guò)程中，申請(qǐng)者未發(fā)現(xiàn)有對(duì)混藥濃度進(jìn)行檢測(cè)的方法及裝置的介紹。在對(duì)相近技術(shù)現(xiàn)有專利進(jìn)行檢索時(shí)發(fā)現(xiàn)，申請(qǐng)?zhí)枮?00810019185. 5，名稱為“液體濃度檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法”的專利，公開(kāi)了一種利用不同濃度溶液折光率不同的特點(diǎn)，檢測(cè)靜止溶液濃度的裝置。但是上述裝置體積較大，而且無(wú)法實(shí)現(xiàn)流通液體濃度的在線檢測(cè)。申請(qǐng)?zhí)枮?00820047346. 7，名稱為“一種變量噴霧自動(dòng)混藥裝置”的專利，公開(kāi)了一種使用差壓流量計(jì)來(lái)控制進(jìn)入混藥器的藥液和水的比例，從而實(shí)現(xiàn)混藥濃度改變的裝置。但是上述裝置無(wú)法檢測(cè)混藥后不同位置處的溶液濃度。申請(qǐng)?zhí)枮?00920293017. 5，名稱為“一種動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)液體濃度的裝置”的專利公開(kāi)了一種采用光纖光柵作為探頭，通過(guò)對(duì)反射光譜的檢測(cè)來(lái)測(cè)量溶液濃度的裝置。但是上述裝置校準(zhǔn)復(fù)雜，造價(jià)較高。為了彌補(bǔ)上述不足，本發(fā)明根據(jù)不同濃度溶液折光率不同的特點(diǎn)，提出了一種基于光纖內(nèi)反射原理實(shí)現(xiàn)混藥濃度檢測(cè)的方法及其裝置。該裝置可以實(shí)現(xiàn)混藥濃度的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且具有價(jià)格低，體積小，安裝方便的特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種混藥濃度在線檢測(cè)的方法及其裝置，可以實(shí)現(xiàn)混藥濃度的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并可作為混藥器性能評(píng)價(jià)的檢測(cè)裝備。光線從折射率為約的介質(zhì)(纖芯)入射到折射率為 的介質(zhì)(溶液)的分界面上時(shí)Oh > 2),將會(huì)產(chǎn)生反射和折射現(xiàn)象。根據(jù)斯涅耳定律，光線的入射角終、反射角式和折射角馬之間有下列關(guān)系
權(quán)利要求
1.一種在線濃度檢測(cè)裝置，其特征在于，包括過(guò)濾網(wǎng)(1)、外殼O)、光電倍增管(3)、發(fā)光二極管G)、聚焦透鏡(5)、出射光纖(6)、光纖耦合器(7)、入射光纖(8)、光纖探頭(9)、 流道(10)；外殼⑵采用不透光的塑料制造，流道(10)的入口處設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)(1)，外殼(2) 一側(cè)與流道(10)垂直開(kāi)設(shè)光纖探頭(9)的接入通道，聚焦透鏡(5)、光纖耦合器(7)、入射光纖(8)、光纖探頭(9)依次設(shè)于接入通道內(nèi)，光纖探頭(9)處于流道(10)壁內(nèi)側(cè)；光電倍增管( 通過(guò)出射光纖(6)與光纖耦合器(7)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在線濃度檢測(cè)裝置，其特征在于，所述光纖探頭(9)內(nèi)光纖端面磨成半圓弧形，圓弧半徑為0. 6-lmm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在線濃度檢測(cè)裝置，其特征在于，所述光纖耦合器(7)為 Y型光纖耦合器。
4.一種濃度在線檢測(cè)方法，其特征在于，光纖探頭是利用光纖受抑內(nèi)反射原理制作的， 探頭半徑為0. 6-lmm，具體步驟是A)預(yù)先配置好包含純水在內(nèi)的不同濃度的農(nóng)藥溶液若干份；B)將純水溶液裝入水箱中，使用離心泵抽取溶液使其進(jìn)入流道；C)在溶液流過(guò)流道的同時(shí)，單片機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)光，光線經(jīng)過(guò)聚焦透鏡聚焦后進(jìn)入入射光纖傳遞到光纖探頭處；D)反射光線在光纖耦合器的作用下與入射光線分離進(jìn)入出射光纖后被光電倍增管接收轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳遞到單片機(jī)中，單片機(jī)將獲得的信號(hào)放大后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換并存儲(chǔ)；利用平均值法將存儲(chǔ)的信號(hào)進(jìn)行處理得到一個(gè)與純水溶液濃度對(duì)應(yīng)的平均電壓值，存儲(chǔ)在單片機(jī)中；E)水箱中重新裝入預(yù)先配置好濃度稍高的農(nóng)藥溶液后依照上述步驟得到一個(gè)與此濃度對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)值存儲(chǔ)在單片機(jī)中；依次類推，得到一張與濃度相對(duì)應(yīng)的數(shù)值表；運(yùn)用回歸分析的方法得到濃度與像點(diǎn)位置的關(guān)系式，建立數(shù)學(xué)模型；F)使待測(cè)未知濃度農(nóng)藥溶液從流道內(nèi)持續(xù)流過(guò)；G)在溶液流過(guò)流道的同時(shí)，單片機(jī)驅(qū)動(dòng)二極管發(fā)光，光點(diǎn)倍增管按時(shí)間等間隔接收光信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓信號(hào)后進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換并存儲(chǔ)；H)單片機(jī)將轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)值存儲(chǔ)到一定數(shù)量后進(jìn)行多點(diǎn)平均，再將得到平均值帶入標(biāo)定過(guò)程中建立的數(shù)學(xué)模型，得出相應(yīng)的濃度值。
全文摘要
本發(fā)明根據(jù)不同濃度溶液折光率不同的特點(diǎn)，提出了一種基于光纖內(nèi)反射原理實(shí)現(xiàn)混藥濃度在線檢測(cè)的方法及其裝置?？梢詫?shí)現(xiàn)混藥濃度在線檢測(cè)的目的，并可以對(duì)現(xiàn)有混藥裝置的混藥效果做出評(píng)價(jià)。該裝置主要包括(1)過(guò)濾網(wǎng)、(2)外殼、(3)光電倍增管、(4)發(fā)光二極管、(5)聚焦透鏡、(6)出射光纖、(7)光纖耦合器、(8)入射光纖、(9)光纖探頭、(10)流道。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于拆卸和移動(dòng)。通過(guò)與后置電路及顯示器的連接，可以方便的觀察到濃度的變化。
文檔編號(hào)G01N21/55GK102495028SQ20111036710
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者賈方聞, 邱白晶 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)