[发明专利]基于高光谱扫描的植物叶片雾滴沉积量的测量装置

说明书

本发明属于精准农业的植保机械施药技术领域，涉及一种基于高光谱扫描的植物叶片雾滴沉积量的测量装置及方法。装置包括控制组件、喷雾组件和测量组件；控制组件包括上位机、嵌入式控制板、第一继电器、第二继电器和第三继电器；喷雾组件包括通过管道依次连通的泵、压力调节阀、压力计、电磁阀和雾化喷头；测量组件包括光源、高光谱仪、电子秤、秤台覆盖罩、叶片支撑装置和测量框架。本发明测量效率高，具有各步骤灵活可调，自动化程度高的优点。

技术领域

本发明属于精准农业的植保机械施药技术领域，涉及一种基于高光谱扫描的植物叶片雾滴沉积量的测量装置。

背景技术

在精准施药中，药液沉积在植物叶片上雾滴的量是评估不同植保机械喷雾质量的重要指标，是精准施药技术不断提高的重要数据基础，故需要测量不同植保机械在不同工作参数下植物叶片雾滴沉积量。

目前，测量植物叶片沉积雾滴的办法主要是在水中加入示踪剂作为喷洒液体，通过针对不同的植保机械的作业方式在田间布置雾滴收集装置，将收集到雾滴的收集装置加入固定体积去离子水洗脱，不同的示踪剂使用吸光光度法或荧光发射光谱法对洗脱液进行测量，将测量值经过换算后得到植物叶片沉积雾滴的量。这种通过在田间布置收集样品测量沉积在植物叶片上雾滴的量来评估不同植保机械喷雾质量的方法需要科研人员布置大量的样品，加入指示剂，使用专门的仪器进行测定。这个过程极为繁琐，需要耗费大量的人力物力，工作效率非常低。为提高评估结果的准确性还需要进行多次重复，进一步增加了该方法材料的耗费，以及科研人员的时间和精力的投入。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于高光谱扫描的植物叶片雾滴沉积量的测量装置，以解决现有技术中对于测量沉积在植物叶片上雾滴的量效率低下的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种基于高光谱扫描的植物叶片雾滴沉积量测量装置，包括控制组件、喷雾组件和测量组件。

所述控制组件包括上位机1、嵌入式控制板2、第一继电器3、第二继电器4和第三继电器5。

所述喷雾组件包括泵6、压力调节阀7、压力计8、电磁阀9和雾化喷头10；其中，泵6的两端通过管道分别与药液源和雾化喷头10连接，泵6和雾化喷头10的管道上设有压力调节阀7、压力计8和电磁阀9。

所述测量组件包括光源11、高光谱仪12、电子秤13、秤台覆盖罩14、叶片支撑装置15和测量框架16。

所述测量框架16为一立方体框架，所述电子秤13通过一对支撑梁设置在测量框架16内，电子秤13的秤台的中心位于测量框架16的中心垂线上；所述秤台覆盖罩14罩设在电子秤13的上方，且不与电子秤13的秤台接触；秤台覆盖罩14的中心处开有与电子秤13的秤台的中心同直线的通孔；所述叶片支撑装置15包括底座、连接杆和样品平台；所述连接杆从秤台覆盖罩14的通孔中穿过，连接杆的两端分别与底座和样品平台的中心连接；所述底座位于秤台覆盖罩14内部，并放置于电子秤13的秤台上；所述样品平台位于秤台覆盖罩14外部，用于放置植物叶片；所述秤台覆盖罩14的顶部外表面设有一层黑色海绵。

所述高光谱仪12设置在叶片支撑装置15的样品平台的正上方。

多个光源11固接在测量框架16的顶部四周，各光源11的光斑落在叶片支撑装置15的样品平台的中心，构成无影照射。

所述雾化喷头10设置在测量框架16的侧部，并以叶片支撑装置15的样品平台的中心区域为雾化区域。

所述第一继电器3、第二继电器4和第三继电器5分别与泵6、电磁阀9和光源11电连接，分别控制控制泵6、电磁阀9、光源11的开闭。

所述上位机1通过数据线分别与嵌入式控制板2、高光谱仪12和电子秤13连接，向嵌入式控制板2发出控制指令并接收和存储高光谱仪12和电子秤13采集的数据。