基于流动显示的农药在线混合试验系统研究

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1、分类号TP317.4学位代码308学校代码10298密级GK学号3140133硕士学位论文论文题目：基于流动显示的农药在线混合试验系统研究作者：张敏专业：机械制造及其自动化研究方向：制造过程及装备自动化指导教师:徐幼林二〇一七年六月1致谢本学位论文是在导师徐幼林老师的悉心指导下完成的。徐老师渊博的知识，丰富的经验，严谨的态度，追求真理的精神，无私的敬业精神给予了我宝贵的精神财富。从论文的选题，实验设备的选型和购买，实验台的搭建与软件设备的调试，实验图像的采集，图像处理分析，到论文的撰写与完成都得到了到时的精心指导，在此，我特别感谢徐老师对我给予的帮助和肯定

2、，向徐老师致以衷心的感谢和崇高敬意。感谢汪希伟老师高速相机，采集卡，Stream7软件的选择与购买，相机与软件的调试，流动图像的采集，程序编制等方面给予的最严谨最中肯的建议和指导。汪老师对问题持之以恒解决的态度和敏锐严谨的分析问题的能力值得我认真学习。感谢宋海潮师兄实验台的搭建，一起进行农药在线混合流动图像的采集，共同分析实验中遇到的困难，使实验结果越来越精确。宋师兄很强的行动力和善于发现问题解决问题的能力是我学习的榜样。感谢宣言在学习中对我的支持，在生活中对我的照顾，鼓励我不断学习不断进步。感谢代祥，肖静师弟学习中给予的帮助，感谢范龙，马鲁强等同门师兄弟

3、的帮助。感谢我的舍友陆丹丹、朱亚荣和宋倩同学在学习和生活方面对我的关心和陪伴。最后，特别感谢一直关心，爱护并时刻支持我的家人。作者：张敏二○一七年六月五日2摘要我国是农业大国，面对病虫的危害，农药喷洒是进行防治，提高农业产量的有效途径，但由于施药技术的落后，农药的浪费以及对环境的污染是非常严重的问题，为了提高农药使用效率，农药在线混合值得研究。本文从流动图像的角度来研究农药的在线混合效果，其目的是提高农药的混合效果，减少农药的浪费，提高农药的使用效率，在实现防护病虫害的基础上，减少对环境的污染以及人畜的危害，推动我国农业的绿色发展。本课题主要完成了以下工作

4、：(1)了解国内外农药在线混合的研究现状，总结了示踪法，光学方法，附加热和能量的流动等动态流动图像显示技术，分析了动态图像显示技术的多相流混合技术的研究。(2)分析了农药在线混合试验的工作原理，并分析了农药在线混合图像数据采集系统的组成，针对农药在线混合试验系统采集的流动图像，设计了图像数据处理的方案，并分析了其理论依据。(3)理论基础之上，进行了农药在线混合试验系统的设计，重点在于图像采集系统的设计。对高速相机，采集卡，镜头，工作站，紫光灯进行了对比选择，从性能，功能，费用等角度确定适当的硬件设备，对比了XCAPTMSoftware和stream7软件确

5、定最优的软件系统。结合农药在线混合试验系统，实现整体实验系统的设计。根据理论的设计，选型购买高速相机，采集卡，镜头，紫光灯，Matlab软件，Stream7软件，搭建在线混合实验台，图像采集系统，实现农药在线混合试验系统的整体构建。(4)根据介质的不同特性，溶解效果的好坏，示踪剂亮暗程度，价格等多因素的考虑，选择合适的示踪剂，根据流动图像像素，曝光，采集速度等因素进行相机，软件的采集调试，并对获取的图像进行预处理，得到农药在线混合的流动显示。(5)从气泡的宏观处理方式到粒子分布面积的处理方式再到像素的微观处理方式，由浅入深的不断精确化农药与清水混合图像中农

6、药所占的百分比，并对纯水纯药进行标定，将像素所对应的百分比映射到农药的实际浓度比，并从横纵向的二维及三维角度进行浓度的分析，基于Matlab的流动图像处理，获取混药器各部位实际混合效果，最终从有效区域的均值和中值的角度减小分布不均匀的问题，进一步精确了定量分析混合效果数据的真实性，设计了图像数据处理的软件程序。(6)针对水、植物油和硅油等三种不同介质进行流动图像定量处理，分别从水溶性、乳化性、脂溶性三种性质农药角度进行分析，突出实验结果的严谨性，验证了农药在线混合试验系统的可行性。关键词：农药，在线混合，流动显示，浓度，混合效果3Researchonon-

7、line-mixingPesticideTestSystembasedonFlowVisualizationAbstractChinaisanagriculturalcountry.Inthefaceoftheharmofdiseasesandpests,pesticidesprayingisoneofeffectivewaystopreventandimproveagriculturalproduction.However,duetothebackwardspraytechnique,pesticideofwasteandenvironmentalpol

8、lutionbecomesaveryseriousproblem.