PWM变量喷雾系统动态雾滴分布均匀性实验

由于PWM变量喷雾作业过程中喷头不连续作业,喷雾的均匀性特别是喷雾机运动方向上的均匀性较难控制,为此通过高速电磁阀、不锈钢压力罐、压力传感器、气泵、调速输送带等构建了一套动态PWM变量喷雾实验平台,并对该平台动态喷雾雾滴分布特性进行实验研究。采用水敏试纸作为获取动态雾滴分布状态手段,通过图像处理技术以区域内雾滴覆盖率的变异系数作为动态雾滴分布均匀性判定指标,评估了在不同PWM控制信号频率、不同PWM控制信号占空比及不同喷雾压力下的单个喷头动态雾滴分布均匀程度。经实验表明,变异系数随控制信号占空比的增大而减小,控制信号频率对动态喷雾雾滴分布均匀性有较大影响,变异系数随控制信号频率增大而减小,喷雾压力对变异系数影响较小,喷雾压力越大变异系数越大。

雾滴沉积特性参数的图像检测算法改进

快速获取施药后雾滴在靶标表面的沉积分布有助于了解农药的田间分布情况,水敏试纸雾滴图像处理算法是检测喷药沉积特性参数常用的方法,但常因光照不均、试纸上沉积的雾滴斑痕粘连而引起雾滴识别误差。为解决这一问题,针对手机拍摄的照片,该文提出了与位置相关的动态阈值法提取雾滴区域,并设计基于圆形度的循环分割算法对粘连雾滴分割。以水代替农药利用背负式喷雾器喷洒,选取8张不同稀疏程度和碰撞角度的试纸作为样本进行试验,以验证上述算法的检测效果。试验结果表明,该方法不受亮度不均影响,覆盖率比固定阈值与分块阈值法分别高12.57%和8.74%,提取到的雾滴区域更加完整,能够提取92.64%以上的雾滴,且粘连分割效果较好,雾滴识别的正确率为97.2%,覆盖密度检测误差为3.31%,能够满足实际生产要求,为下一步开发雾滴检测APP打下基础。

基于图像处理的雾滴粒径检测方法

雾滴粒径是决定农药防治效果的重要参数。雾滴粒径的检测多在实验室进行,缺乏田间检测方法的研究。为解决这个问题,利用广泛用于田间沉积特性检测的水敏试纸进行雾滴粒径检测方法的研究,搭建了水敏试纸图像采集和处理系统;水敏试纸图像进行雾滴区域提取和粘连雾滴分割后,运用Huber损失函数对获取的雾滴轮廓进行拟圆作为斑痕直径;试验获得了雾滴斑痕直径与雾滴真实粒径的校正方程,利用校正方程计算得到雾滴真实粒径;并进行了雾滴粒径图像检测方法的试验验证,实验结果表明雾滴拟圆结果较准确,与激光粒度仪检测结果相比,不同压力下体积中值粒径和数量中值粒径的平均检测误差分别为4.5%和13.7%。结果证明利用水敏试纸在田间检测雾滴粒径可行,对反映作业中喷头雾化效果有一定的参考价值,可用于指导植保机械实现高效施药。