農(nóng)藥濃度在線檢測系統(tǒng)設計與實驗研究.pdf

1、目前農(nóng)業(yè)病蟲害的防治主要依賴于施用農(nóng)藥的化學防治，然而農(nóng)藥的不合理使用又會對農(nóng)作物和土壤造成嚴重污染，并通過生物鏈不斷危害著人類健康。近年來，有關食品安全的問題更是引起了世界極大的關注，農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留超標也是屢見不鮮，因而開發(fā)更高效、低污染的施藥機具和施藥技術成為糧食高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、安全的重要保障。隨著現(xiàn)代噴霧系統(tǒng)對施藥量的精確性要求不斷提高，農(nóng)藥濃度在線檢測系統(tǒng)的開發(fā)成為一個迫切的需要。
　　 本文根據(jù)國內(nèi)外農(nóng)藥濃度檢測的發(fā)展趨勢

2、，針對國內(nèi)中低端噴霧機的檢測需求，結(jié)合農(nóng)藥制劑和濃度范圍，優(yōu)選分光光度原理構(gòu)建了基于透射率法的農(nóng)藥濃度在線檢測系統(tǒng)來滿足中低檔噴霧機農(nóng)藥濃度在線檢測的需要。
　　 農(nóng)藥濃度在線檢測系統(tǒng)包括光源、檢測管、光電轉(zhuǎn)換元件、I/V轉(zhuǎn)換電路和終端輸出幾個部分。在經(jīng)濟性優(yōu)先前提下，光源選用高強度二極管加準直透鏡來實現(xiàn)平行單色光的輸出;檢測管的設計是為滿足光程固定的需要，在圓管周向開平槽并用石英玻璃片粘附在平槽內(nèi)保證透射光路，上下套筒用來安裝

3、光源和光電轉(zhuǎn)換元件，同時還可以聯(lián)合保證石英玻璃片和光束的垂直;光電轉(zhuǎn)換元件采用通過短路電流和光強線性關系來實現(xiàn)透射光強檢測的測量型光電池;改良的I/V轉(zhuǎn)換電路增加了濾波和抗干擾設計;由直流電壓表顯示輸出電壓信號。
　　 為檢驗農(nóng)藥濃度在線檢測系統(tǒng)的可靠性，對農(nóng)藥甲維鹽（溶液為懸浮液）和毒死蜱（溶液為乳狀液）溶液進行檢測實驗。首先通過穩(wěn)定性實驗證明農(nóng)藥溶液在8分鐘內(nèi)均勻穩(wěn)定，基本排除了溶液穩(wěn)定性對濃度檢測系統(tǒng)的影響;其次對濃度范圍

4、0.1gL～0.5g/L的甲維鹽溶液和0.02ml/L～0.2ml/L的毒死蜱溶液進行標定并得到相應的標準工作曲線;最后分別對甲維鹽和毒死蜱的3種濃度的待測液進行檢測，誤差分析實驗表明實測計算值與標準濃度值之間相對誤差在±2.3％以內(nèi)，證明了農(nóng)藥濃度在線檢測系統(tǒng)對兩種農(nóng)藥溶液均具有可行性。由于透射率法在可見光區(qū)檢測濃度與分子結(jié)構(gòu)無關，因而可以將農(nóng)藥濃度在線檢測系統(tǒng)的適用范圍推廣到溶液為懸浮液和乳狀液的農(nóng)藥制劑。
　　 為了研究實

5、際噴霧環(huán)境對農(nóng)藥濃度在線檢測系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響，分別就流量和溫度對農(nóng)藥濃度在線檢測系統(tǒng)的影響進行實驗分析。流量誤差實驗結(jié)果表明:在流量為0～3L/min的范圍內(nèi)，模擬農(nóng)藥的透射光電壓受流量影響較小，流量補償系數(shù)為-0.013V/L.min-1。這也證明了農(nóng)藥濃度在線檢測系統(tǒng)的在線檢測可靠性。在環(huán)境溫度影響實驗中，同一溫度下，透射光電壓與濃度之間呈指數(shù)衰減擬合曲線，這表明農(nóng)藥濃度在線檢測系統(tǒng)的溫度適用范圍至少為10～30℃;同一濃度下，隨著