作物茎秆膨胀收缩监测柔性可穿戴传感器研制与试验

作物茎秆膨胀和收缩变化与其水分状态密切相关,实时监测茎秆的膨胀和收缩变化能够及时掌握作物水分状态,对指导灌溉、提高农业水资源利用率具有重要意义。目前,对于作物茎秆膨胀和收缩变化的监测主要采用基于线性微位移测量原理的传感器,通过测量茎秆的膨胀和收缩引起的位移变化来反映水分状态,存在体积大、价格高、安装不便等问题。为此,该研究提出了一种基于压阻效应的柔性可穿戴传感器,采用柔性压力电极作为传感元件,贴附在作物茎秆表面,通过监测茎秆膨胀和收缩引起的压力变化来反映作物的水分状态,压力检测电路和数据采集电路将作物茎秆的压力信号转换成电信号进行输出和存储。首先在实验室环境下对传感器性能进行测试和标定,然后在温室环境下将传感器安装在番茄茎秆上观测番茄茎秆的压力变化,并与线性微位移传感器观测结果进行比较,最后在充分灌溉和水分亏缺2种条件下观测番茄茎秆的膨胀和收缩变化。结果表明,柔性压力传感器稳定性测试的平均相对变化率为0.109%;弯折前后引起的输出变化非常小,可以忽略不计;标定结果的决定系数大于0.99,最合适的工作压力范围为2～100 kPa;实验室环境下,柔性压力传感器与线性微位移传感器输出值之间的决定系数为0.9551;温室环境下,充分灌溉组中柔性压力传感器与线性微位移传感器输出值变化趋势一致,两者之间的决定系数为0.7672,亏缺灌溉组中两类传感器输出值均因水分亏缺而呈现下降趋势,输出值之间的决定系数为0.8519。本文所设计的柔性可穿戴压力传感器不仅能够实时监测番茄茎秆的膨胀和收缩变化,还可以对番茄亏水胁迫进行诊断,为实现高效节水灌溉提供重要的技术支撑。     

螺杆的数控仿真加工与误差分析

螺杆作为螺杆泵的关键零件,工作环境比较复杂,其结构和加工质量将直接影响到整机的性能。针对螺杆现有的加工方法和设备很难适应螺杆高精度要求的问题,利用数控加工仿真方法,开发出螺杆加工新工艺并制造螺杆。进而为了检验螺杆数控加工质量是否符合设计要求,利用DEA桥式数控三坐标测量对螺杆型线坐标进行测量,并将测量结果与数模进行对比分析。分析结果表明各项指标均在误差值允许范围内,即数控加工编程正确合理,加工零件产品合格。     

优质抗病水稻新品种新山软占的选育

新山软占是佛山市农科所用新软占与佛山油占杂交育成的感温型优质抗病籼稻品种,具有稳产性高、米质好、高抗稻瘟病等特点.该品种于2006年12月通过了广东省农作物品种审定,适宜广东省各稻作区早、晚造种植.     

浅析无人机在森林火灾类型评估工作中的应用

目前,低空无人机遥感测量技术方兴未艾,但应用于森林火灾类型评估工作未曾见诸报端.文章对利用无人机遥感测量技术确定森林火灾受害面积的方法进行分析,探究该技术在森林火灾类型评估工作中的应用,以期减轻人工调查的劳动强度,提高工作效率及安全性.     

基于激光测距的手持式厚度测量仪系统设计

为实现在工业生产中对板材或筒状等物体的厚度测量,提出了一种基于激光反射测距的厚度测量技术,实现对不同厚度竹板或竹筒的测量,同时也可应用于其他工业生产中钢材等物体的厚度测量。基于卡尔曼滤波算法解决手持过程中造成数据抖动的问题。同时使用无线通信功能,将测量的数据上传到靠近的服务站存储,利于装置下一步整合开发。试验表明,该系统测量最大误差1.5%,平均误差＜1.0%,能够以低成本、高效率、高精度和无接触的方式实现对竹筒厚度的测量。      

科研实验室规范管理的几点思考

科研实验室是科技创新、引领技术革新的重要组成,出具的数据是科研成果的依据,数据质量直接影响科学成果的可靠性和科学性。科研实验室当前面临数据难以重复、可靠性难以评估的问题,如何规范管理科研实验室,本文从“人、机、料、法、环和档”6个方面进行论述。     

突尼斯软籽石榴丰产抗冻栽培技术

本文介绍了突尼斯软籽石榴的品种来源及特征特性,并从建园、栽植时期和密度、肥水管理、花果管理、整形修剪、主要病虫害防治、防冻措施等方面提出了其丰产抗冻栽培技术。     

基于机器视觉的玉米果穗参数的图像测量方法

在玉米育种和品质研究中,经常需要对玉米的果穗长度、果穗宽度、穗行数、穗粒数等参数进行测量。该研究提出了一种基于机器视觉的玉米果穗参数图像测量方法。使用PC摄像头连续采集旋转台上的玉米果穗图像,经过图像处理,获得玉米穗的图像区域,进而得到玉米果穗的穗长和穗宽参数;通过对玉米果穗局部区域的x方向和y方向累计像素值曲线进行分析,提取出玉米穗行,获得每一穗行的穗粒数和穗行宽度;通过图像匹配,获得玉米果穗的穗行数。试验表明,使用该研究方法对玉米果穗的长度、宽度和穗行数的参数测量准确率可达98%以上,对穗行宽及总穗粒数测量准确率达95%以上,整穗的平均检测时间约102 s/穗。该研究实现了玉米果穗参数快速有效的自动检测,相对于目前采用的人工检测,大大提供检测效率,降低劳动强度,可应用于玉米千粒质量检测、产量预测、育种和品质分析等场合。     

根系及盐分含量对农田土壤干缩裂缝发育规律的影响

为研究不同根系含量和盐分含量土壤表面干缩裂缝的发育规律,该文提出了一套基于数字图像处理的裂缝几何参数提取方法,分析裂缝形态随含水率的变化规律。结果表明:随着含水率的降低,不同根系含量条件下裂缝面积密度和长度密度的差异显著(P0.05),裂缝发育稳定时根系含量越大,面积密度越小,长度密度越大。盐分质量分数为2.0%的土壤试样在整个干燥过程中裂缝面积密度明显比其他低盐分含量的试样高。当含水率27%时,盐分含量对土壤裂缝面积密度的影响差异明显,不同盐分含量的土壤裂缝面积密度和长度密度均差异显著(P0.05),说明盐分含量越大,稳定时土壤裂缝面积密度越大,长度密度越小。该成果对指导开裂土壤的农田灌溉具有重要的实践意义。     

体积置换法直接测量土壤质量含水率及土壤容重

土壤含水率直接测量是相关研究和应用的基础,在土壤力学、作物栽培、农田灌溉、生态环境等研究和实践中十分重要。该文提出了一种与传统烘干称质量法相当的体积置换法直接测量土壤质量含水率及土壤容重。该方法在假设一定土壤颗粒密度的前提下,用一定体积的标准取样环刀取得土样后,通过向待测量土体补充水分使土壤达到饱和,用一定体积的水置换土壤中的充气空隙,直到土样达到饱和状态;再通过测量得到的初始/原始土样质量、饱和后土壤的质量以及已知土壤颗粒密度和水密度,计算得到被置换的充气空隙的体积,进而由此计算得到土壤质量含水率和土壤容重。采用3种不同土壤,即陕西杨凌黏黄土、北京粉壤土和江西黏红土,分别预配制成7种不同初始土壤体积含水率,含水率约为:风干土(含水率2%～3%)、5%、10%、15%、25%、30%和饱和含水率,以及3种不同土壤容重:1.25、1.35和1.45g/cm3进行室内试验。用类似的土样,采用传统方法烘干土样8、12、24、48h后,测量确定土壤的质量含水率,通过延长烘干时间测得数据表明,传统方法烘干8h所测得的质量含水率仍有1%～3.2%的含水率误差。最终试验结果表明体积置换方法测得的土壤含水率比传统烘干土样8h所测得的结果大2%～3%,比烘干土样48h所测得的结果大1%左右。体积置换方法测量操作过程简单,耗时较少,节约能源,测量结果具有较高精度。