[发明专利]一种植保扇形喷雾喷幅测量装置与方法

权利要求书

1.一种植保扇形喷雾喷幅测量装置，其特征在于，所述装置包括水平滑轨(1)、水平滑台(2)、水平滑轨步进电机(3)、垂直滑轨(4)、垂直滑台(5)、垂直滑轨步进电机(6)、步进电机控制器(7)、直杆(8)、激光发射器(9)、激光接收器(10)和信号处理器(11)；信号处理器(11)分别与激光发射器(9)和激光接收器(10)相连，激光发射器(9)和激光接收器(10)分别安装在直杆(8)的两端，直杆(8)安装在垂直滑台(5)上，垂直滑台(5)安装在垂直滑轨(4)上，由垂直滑轨步进电机(6)控制而使垂直滑台(5)在垂直滑轨(4)上滑行，从而改变激光发射器(9)和激光接收器(10)的垂直高度；垂直滑轨(4)安装在水平滑台(2)上，水平滑台(2)安装在水平滑轨(1)上，通过水平滑轨步进电机(3)控制水平滑台(2)在水平滑轨(1)上的位置，进而改变激光发射器(9)和激光接收器(10)的水平位置；步进电机控制器(7)分别与水平滑轨步进电机(3)和垂直滑轨步进电机(6)连接。

2.如权利要求1所述的一种植保扇形喷雾喷幅测量装置，其特征在于，水平滑轨(1)和垂直滑轨(4)均由三条平行的支轨道组成；其中，中间支轨道为皮带传动，两侧为滑轮型滑移轨道。

3.如权利要求2所述的一种植保扇形喷雾喷幅测量装置，其特征在于，水平滑台(2)与水平滑轨(1)的中间支轨道的连接方式为固定连接，与两侧的支轨道连接方式为滑动连接；垂直滑台(5)与垂直滑轨(4)的中间支轨道的连接方式为固定连接，与两侧的支轨道连接方式为滑动连接。

4.利用如权利要求1所述装置测量植保扇形喷雾喷幅的方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)将水平滑轨移动至喷头下方，将直杆安装在垂直滑台上，再将激光发射器和激光接收器安装在直杆的两端，并调节它们的位置，使它们分别位于喷头喷出的扇形喷雾的前后，激光发射器发出的激光穿过扇形喷雾后进入激光接收器，激光发射器和激光接收器的连线与扇形喷雾的扇面垂直；将激光发射器发出的激光与扇形喷雾相交的位置定义为测点位置；

(2)通过步进电机控制器，分别控制水平滑轨步进电机和垂直滑轨步进电机，调整测点初始位置；定义喷头出口的中心位置为坐标原点，以喷头出口垂直向下为Y正方向，以扇形喷雾(13)的扇面两侧扩展方向为X方向，其中以向右为X方向的正方向；测点初始位置的水平坐标设为X＝0；测点初始位置的垂直坐标即Y方向的取值等于喷头出口到靶标的垂直距离；

(3)在不喷雾的情况下，开启激光发射器，在自然空气中，激光基本不受阻碍，所以激光穿过空气时不会发生散射，因此，激光接收器接收到的激光信号与激光发射器发出的激光信号一致；基于这一物理规律设定，当激光发射器发出的激光信号与激光接收器接收到的信号一致时，将这种情况判定为没有喷雾液滴；此时，信号处理器将该测点标记为“红色测点”；

(4)在开启喷雾的情况下，开启激光发射器，当激光遇到喷雾液滴时会发生散射，此时，激光接收器接收到的激光信号与激光发射器发出的激光信号将存在偏差；基于这一物理规律设定，当激光发射器发出的激光信号与激光接收器接收到的信号存在偏差时，将这种情况判定为有喷雾液滴；此时，信号处理器将其标定为“蓝色测点”；

(5)设定步进电机控制器的参数，通过步进电机控制器分别设定水平滑轨步进电机和垂直滑轨步进电机的移动时间间隔和每次移动距离；测量轨迹线呈“U型”，按照由左及右，由下到上的方式移动；从测点初始位置开始向右测量，当信号处理器未测到“红色测点”时，继续向右测量，直至测到“红色测点”时停止；将此时测点位置距离测点初始位置的长度定义为水平方向测量宽度；基于不同距离上“蓝色测点”个数，以及设定的相邻的两测点距离，按照公式L＝(N-1)×D×2，即可计算得到不同距离上的喷雾范围，其中，L为喷雾喷幅长度；N为“蓝色测点”个数；D为相邻的两测点距离。