[发明专利]一种农林喷洒药液容量计传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种农业自动化领域，是一种利用农业、林业的航空喷洒对农药液位进行监控的器件。

背景技术

我国是个农业大国，随着我国改革开放的不断深入和国民经济现代化的需要，农林飞机广泛地应用于农业、林业、牧业生产中；农林飞机作业效率高、效果好，而且灵活，社会经济效益显著；但随之而来的农林作业中存在的不足也日益凸显。目前，广泛应用的航空喷洒系统多为无人机喷洒系统，并且针对作业的机上农药流量的准确记录还有待于完善提高。

Bragg光纤时最早提出的一种二维光子晶体光纤(2D-PCF)，它通过光纤在光纤包层中构造多层次交替拍了的高低透射率层，将光约束在低折射率纤芯甚至时空气纤芯中传导。由于布拉格光纤式结构中最简单的光子晶体光纤，并且制作成本低，模式特性好，与单模光纤的熔接损耗小，结构稳定性高，因此应用广泛。

光纤光栅一般可以根据周期的长短分为两类：布拉格光纤光栅(FBG)和长周期光纤光栅(LPFG)。其中FBG又叫做反射式光栅，周期通常小于1μm，一般为几百个纳米。特点是模式的耦合发生在纤芯中正向传播和反向传播的两个芯模之间，可对特定波长的入射进行反射，属于反射型带通滤波器FBG的谐振波长主要与光纤的有效折射率和光栅的周期有关，可将光栅的周期在532nm左右。

发明内容

本发明提供了一种利用光纤Bragg传感器进行对喷洒农药流量测定的方法。

本发明的技术方案：一种农林喷洒药液容量计传感器，包括宽带光源，环行器，光谱仪，其特征在于，还包括容量光纤传感器，

其中所述容量光纤传感器通过环行器分别与宽带光源和光谱仪连接，

所述容量光纤传感器包括浮球和FBG。

优选的，所述光纤传感器的FBG的一端固定置于药液容器底部。

优选的，所述浮球与FBG固定连接。

优选的，所述环行器使用光纤布拉格光栅的反射干涉光谱传输至光纤传感分析仪。

优选的，所述液位与FBG波长漂移的线性关系为：

y＝0.01573x+1546.75

其中，x表示液位高度，y表示波长漂移量。

本发明的有益效果：本发明一种农林喷洒药液容量计传感器，将FBG的中心波长漂移进行解调，通过波长漂移量标定药液的流量，实现监测的目的，通过波长漂移量标定药液的容量，实现监测的目的。本发明装置简单，容易监控和操作。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1示意性示出本发明一种农林喷洒药液容量计传感器系统的结构示意图；

图2示意性示出本发明容量计传感器的测的光纤反射谱示意图；

图3示意性示出本发明容量计传感器的测的FBG液位与波长漂移的线性关系示意图。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

图1所示为本发明一种农林喷洒药液容量计传感器系统的结构示意图，如图1所示，一种农林喷洒药液容量计传感器，包括宽带光源101，环行器102，光谱仪103，容量光纤传感器。

其中所述容量光纤传感器通过环行器102分别与宽带光源101和光谱仪103连接，

所述容量光纤传感器包括浮球105和FBG104。

所述光纤传感器的FBG104的一端固定置于药液容器底部。

所述浮球105与FBG104固定连接。

其中，本发明的原理为：光纤传感器浸泡在药液中，光纤FBG104末端固定在容器底部，浮子105固定在光纤上，光纤通过光纤环行器102与光谱仪103相连。不同液位高度导致浮子105位置发生变化，FBG所受拉力变化与浮子的位置变化有关，由此可分析出FBG拉力与液位之间的关系。

本实施例中，光谱仪103使用了Yokogawa公司生产的光纤传感分析仪，在本实验中进行反射光谱的采集；所述环行器102使用光纤布拉格光栅的反射干涉光谱传输至光纤传感分析仪。