藥液地面沉積均一性測量方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航空施藥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及藥液地面沉積均一性測量方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]航空施藥中，藥液的地面沉積均一性是航空施藥效果評價的重要指標(biāo)。當(dāng)前，航空施藥霧滴的地面沉積特性獲取手段主要利用在地面鋪設(shè)水敏紙的方法，對沉積霧滴進(jìn)行采樣，然后利用圖像處理方法獲得采樣點(diǎn)的霧滴覆蓋率、霧滴粒徑分布，進(jìn)而間接計算出噴施區(qū)域的施藥覆蓋率，進(jìn)而進(jìn)行均一性評定。
[0003]利用水敏紙方法進(jìn)行地面沉積特性分析的具體實(shí)施步驟是:在飛機(jī)將要經(jīng)過的噴施區(qū)域按照一定間距(一般2-5米)安裝固定水敏紙用水平托盤，在托盤上放置水敏紙，并按照所在位置對水敏紙編號；飛機(jī)飛過后，收集水敏紙，回到實(shí)驗(yàn)室利用掃描儀逐張掃描水敏紙，并將水敏紙圖像存儲為圖片文件；利用專用圖像分析軟件分析水敏紙圖像，生成地面沉積特性數(shù)據(jù)文件。該種方式具有如下顯著弊端:
[0004]1、實(shí)時性差。水敏紙放置在實(shí)驗(yàn)區(qū)域后，需要等待航空噴灑完成該區(qū)域噴灑且霧滴完全降落地面后，才收取水敏紙，并進(jìn)行掃描分析，進(jìn)而通過對各樣點(diǎn)霧滴沉積量統(tǒng)計，評定施藥的均一性。可見，從噴灑完成到得到均一性數(shù)據(jù)，時間滯后較大，且中間需要許多人工操作。
[0005]2、實(shí)驗(yàn)材料不可重復(fù)利用，每次施藥都需要重新放置水敏試紙。
[0006]3、缺少對霧滴的沉積過程的。不難看出利用水敏試紙的方法只能獲得沉積完全完成后的沉積量，不能實(shí)現(xiàn)對沉積過程中不同時間段的描述。
[0007]4、實(shí)驗(yàn)過程繁瑣、占用大量人力和時間，便捷性差。實(shí)驗(yàn)開始前，首先要根據(jù)風(fēng)向、飛機(jī)航道選擇水敏紙布設(shè)區(qū)域，然后量取樣點(diǎn)間距，安裝水敏紙支架，再放置水敏紙。實(shí)驗(yàn)完成后再收集水敏紙、逐張掃描水敏紙圖像，并分析，過程繁瑣，需要多人配合進(jìn)行。
[0008]5、操作要求較高，誤操作導(dǎo)致的數(shù)據(jù)誤差難免。因水敏紙對水和油極為敏感，實(shí)驗(yàn)時需戴膠皮手套操作，稍有不慎，即在水敏紙上留下印記，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)造成直接影響。
[0009]在地面布設(shè)錫箔紙片是另外還有一種較為典型的檢測方法。其實(shí)驗(yàn)步驟與利用水敏紙的檢測方式較為接近。不同的是利用錫箔紙方式檢測時，被檢測霧滴中必須加入熒光劑，通過熒光分析儀器分析計算錫箔紙中的沉積藥量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種藥液地面沉積均一性測量方法及系統(tǒng)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)水敏紙、錫箔片等方式的不足，降低了航空施藥霧滴沉降特性分析的復(fù)雜性，提高了測量方法的效率。
[0011]第一方面，本發(fā)明提供了一種藥液地面沉積均一性測量系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括多個霧滴沉積傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)備、數(shù)據(jù)匯集設(shè)備及計算機(jī)；
[0012]霧滴沉積傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)備，用于采集所述節(jié)點(diǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包括:節(jié)點(diǎn)設(shè)備的位置信息、時間信息、空氣溫濕度及沉積量數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)發(fā)送至所述數(shù)據(jù)匯集設(shè)備;
[0013]數(shù)據(jù)匯集設(shè)備，用于匯集多個霧滴沉積傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)發(fā)送至所述計算機(jī)；
[0014]計算機(jī)，用于對接收到的沉積量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算，獲得噴灑區(qū)域藥液沉積均一性。
[0015]優(yōu)選地，所述霧滴沉積傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)備包括沉積量傳感器、空氣溫濕度傳感器、全球定位系統(tǒng)GPS模塊、無線射頻通信單元、主控單元及電源單元；
[0016]其中，沉積量傳感器用于采集霧滴沉積量；空氣溫濕度傳感器用于采集環(huán)境溫度和空氣相對濕度；GPS模塊用于獲得經(jīng)瑋度信息、時間信息及秒脈沖；無線射頻通信單元用于與其他節(jié)點(diǎn)及數(shù)據(jù)匯集設(shè)備無線通信；主控單元，用于控制各模塊協(xié)調(diào)工作；電源單元，用于為節(jié)點(diǎn)中的各模塊供電。
[0017]優(yōu)選地，所述沉積量傳感器包括電容器、多路切換開關(guān)、電容頻率轉(zhuǎn)換電路、頻率電壓轉(zhuǎn)換電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路及處理器；
[0018]其中，所述電容器的一端與所述多路切換開關(guān)的多路輸入端相連，所述電容器的另一端與所述電容頻率轉(zhuǎn)換電路的一輸入端相連，所述多路切換開關(guān)的輸出端與所述電容頻率轉(zhuǎn)換電路另一輸入端相連，所述電容頻率轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述頻率電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連，所述頻率電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸入端相連，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端與所述處理器相連，所述處理器與所述多路切換開關(guān)的控制端相連。
[0019]優(yōu)選地，所述電容器為介電常數(shù)可變的電容器，包括:
[0020]在電路板上平行分布多條覆銅線路，所述多條覆銅線路的一端連接到一個匯集點(diǎn)，所述匯集點(diǎn)與所述多條覆銅線路的另一端間形成所述電容器；
[0021]當(dāng)霧滴落在所述覆銅線路之間時，即會引起所述電容器電容值的變化。
[0022]第二方面，本發(fā)明提供了一種藥液地面沉積均一性測量方法，所述方法包括:
[0023]霧滴沉積傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)備根據(jù)計算機(jī)的指令，向所述計算機(jī)發(fā)送所述節(jié)點(diǎn)設(shè)備的經(jīng)瑋度信息、傳感器狀態(tài)及節(jié)點(diǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)；
[0024]所述節(jié)點(diǎn)設(shè)備根據(jù)同步指令，通過GPS模塊實(shí)現(xiàn)時間同步，并實(shí)現(xiàn)毫秒計時；
[0025]所述節(jié)點(diǎn)設(shè)備接收到采樣監(jiān)測指令后，對溫濕度數(shù)據(jù)及沉積量數(shù)據(jù)進(jìn)行周期采樣，若當(dāng)前采樣值與前次采樣值的差值大于預(yù)設(shè)的頻次控制閾值，則將所述溫濕度數(shù)據(jù)、沉積量數(shù)據(jù)及時間信息發(fā)送給所述計算機(jī)；
[0026]若所述計算機(jī)在預(yù)設(shè)時間內(nèi)沒有接收到數(shù)據(jù)，則停止采樣，并對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算，獲得噴灑區(qū)域藥液沉積均一性。
[0027]優(yōu)選地，所述霧滴沉積傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)備根據(jù)計算機(jī)的指令，向所述計算機(jī)發(fā)送所述節(jié)點(diǎn)設(shè)備的經(jīng)瑋度信息、傳感器狀態(tài)及節(jié)點(diǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)的步驟前，所述方法還包括:
[0028]根據(jù)預(yù)設(shè)測試條件，將多個霧滴沉積傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)備按一定間距放置于飛機(jī)噴灑區(qū)域，且所述節(jié)點(diǎn)設(shè)備與飛機(jī)航線垂直放置；
[0029]所述節(jié)點(diǎn)設(shè)備啟動后，搜索數(shù)據(jù)匯集設(shè)備，若搜索到數(shù)據(jù)匯集設(shè)備，則與所述數(shù)據(jù)匯集設(shè)備建立通信鏈路，并通過所述數(shù)據(jù)匯集設(shè)備向計算機(jī)發(fā)送確認(rèn)連接信息。
[0030]優(yōu)選地，所述霧滴沉積傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)備根據(jù)計算機(jī)的指令，向所述計算機(jī)發(fā)送所述節(jié)點(diǎn)設(shè)備的經(jīng)瑋度信息，包括:
[0031]霧滴沉積傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)備通過GPS模塊多次讀取經(jīng)瑋度數(shù)據(jù)，通過同心圓提取法確定所述節(jié)點(diǎn)設(shè)備的經(jīng)瑋度信息，并將所述經(jīng)瑋度信息發(fā)送至計算機(jī)。
[0032]優(yōu)選地，將所述經(jīng)瑋度信息發(fā)送至計算機(jī)的步驟后，所述方法還包括:
[0033]計算機(jī)接收到多個節(jié)點(diǎn)設(shè)備的經(jīng)瑋度信息后，通過線性擬合法提取所述多個節(jié)點(diǎn)設(shè)備所在的測試線。
[0034]優(yōu)選地，所述對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算，獲得噴灑區(qū)域藥液沉積均一性，包括:
[0035]計算機(jī)根據(jù)下式對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn):
[0036]DP = RDP*ex*(T-24)卞(ΙΜ0)
[0037]其中，RDP是標(biāo)定前霧滴沉積傳感器的電壓輸出量，DP是融合環(huán)境溫度和空氣相對濕度后的校準(zhǔn)值，T是以攝氏度為單位的傳感器應(yīng)用環(huán)境溫度，H是環(huán)境相對濕度，x、y是傳感器的校準(zhǔn)系數(shù)；
[0038]根據(jù)藥劑沉積特點(diǎn)及揮發(fā)特性，通過峰值分析法或積分量分析法獲得每個節(jié)點(diǎn)設(shè)備的沉積量值；
[0039]根據(jù)每個節(jié)點(diǎn)設(shè)備的沉積量計算得到噴灑區(qū)域的藥液沉積均一性。
[0040]優(yōu)選地，所述根據(jù)每個節(jié)點(diǎn)設(shè)備的沉積量計算得到噴灑區(qū)域的藥液沉積均一性，包括:
[0041]選