基于电容法的非接触式土壤水分传感器设计与性能分析

针对接触式土壤水分传感器存在对土体破坏大及使用安装、更换困难等问题,设计了一种基于电容法的非接触式土壤水分传感器。借助网络矢量分析仪对传感器环形探头在不同介电常数的有机溶液中进行测量,确定了传感器环形探头电容变化范围为7.08~22.75 p F。选取11种不同电容值高频瓷片分别与102 n H的绕线电感进行并联谐振试验,得到的测试结果与仿真结果的决定系数达到了0.98,检测电路的测量精度能够满足传感器的设计要求。以北京地区粘壤土作为测试样本,对传感器输出与对应的测量值进行了多项式拟合,决定系数达到了0.995 9,系统的稳态与动态性能均能满足土壤水分的检测要求。通过试验分析了温度对传感器输出的影响,将传感器输出结果与温度进行线性拟合,决定系数达到了0.987 9。进一步提出了能量指数Ka,通过试验的方式确定了传感器的纵向影响范围为10 cm,横向影响范围为5 cm。最后对比试验表明,所设计的土壤非接触式水分传感器与国外同类产品性能相当,能够满足土壤非接触式测量的要求,但具有更高的性价比,为同类产品的国产化奠定了基础。     

关于超声波测距器的设计与研究

随着科学技术的快速发展,超声波将在测距仪中的应用越来越广.但就目前技术水平来说,人们可以具体利用的测距技术还十分有限,因此,这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域.展望未来,超声波测距仪作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间,它将朝着更加高定位高精度的方向发展,以满足日益发展的社会需求.     

戊唑醇分子印迹传感器制备及其农药残留检测的电学传感机理分析

以甲基丙烯酸为功能单体,戊唑醇(tebuconazole,TEB)为模板分子,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,应用电化学聚合法制备了分子印迹电化学传感器(TEB-MIP/F-CNTs/GCE)。利用循环伏安法(cyclic voltammetry,CV)和交流阻抗法(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)对新型传感器进行了表征,并用差分脉冲伏安法(differential pulse voltammetry,DPV)考察了新型传感器对戊唑醇的检测性能。结果表明:戊唑醇分子印迹电化学传感器具有一定特异性;传感器表观表面积比裸电极显著提高;新型传感器具有良好的印迹效果,相较于其他结构类似的三唑类化合物(如苯醚甲环唑),TEB-MIP/F-CNTs/GCE对戊唑醇表现出高效的识别能力,具有专一性和强选择性,且在C_(TEB)≤2.0×10~(-6)mol/L范围内传感器峰电流与C_(TEB)存在定量关系;数据模拟分析得到传感器的电学阻抗谱等效电路模型为R_1(CPE_1(R_2(CPE_2(R_3)))),计算各电极/传感器的等效电路中各元件参数,证明该模型能有效地模拟传感器检测戊唑醇的传感机理。该研究结果可为三唑类农药残留仿生免疫检测方法的建立提供技术支撑。     

基于地面红外检测系统验证的灌区地表温度遥感反演

利用遥感数据的大尺度特性和地面实时监测数据进行区域灌溉管理,用精准化信息技术支撑农业信息化,是现代农业发展的方向和研究热点。该文根据田间在线实时监测数据和Land Sat8卫星遥感数据反演,探讨遥感反演地表温度与地面实测数据的吻合程度,为大范围、区域性干旱监测和灌溉管理提供技术支撑。结果表明,在下垫面植被均匀、土壤水分空间变异性较小的区域,利用Land Sat8遥感影像反演地表温度,可以很好地与地面作物冠层温度监测结果相吻合;监测点数据可以代表其附近5个像元的情况。利用覃志豪法和简单Sobrino法计算地表比辐射率来遥感反演地表温度,对不同的作物类型有不同的适宜性。2015年9 d遥感反演结果与地面监测数据对比可见,在解放闸灌域沙壕渠试验点的玉米地,简单的Sobrino法结果更好,R~2达到0.76,均方根误差、相对误差和符合度指数分别达到2.32℃、7.8%和0.92。葵花地覃志豪法结果为宜,R~2达到0.85,均方根误差、相对误差和符合度指数分别达到1.97℃、6.5%和0.94。春小麦地宜用Sobrino法。对于北京大兴的冬小麦-夏玉米轮作,这2种方法差别不大。地面监测点布设方案和合理数目、点面数据结合进行区域干旱判断和灌溉管理,以及地面监测系统的优化改进,是进一步研究的重点。     

基于热电效应的温室大棚自供电土壤温度传感器的设计与制备

【目的】针对温室大棚土壤温度的监测受外部电源供电限制及其灵敏度低等问题,设计并制备具有可持续、高稳定性自供电和高灵敏度的土壤温度传感器。【方法】通过ANSYS模拟仿真优化基于热电效应的温度传感器的基底结构、厚度和热电器件的热端面积,并采用最佳优化工艺参数,以图案化沉积高性能碲化铋基薄膜热电材料并用铜薄膜电极将其串联,获得高灵敏度的基于热电效应的温室大棚自供电土壤温度传感器。【结果】基底中间镂空结构、基底厚度越薄和热电器件热端面积越大均有利于温度传感器性能的提升。在温差为5～80 K范围内,传感器的输出电压与温差呈线性关系,其灵敏度高达5.317 mV·K^-1。【结论】基于热电效应的土壤温度传感器具有灵活性强和精准监测温室大棚土壤温度的能力,在农业温室大棚自供电监测土壤温度方面具有重要的应用价值。     

移动机器人自动导航技术研究进展

针对目前果园移动机器人自动导航技术研究现状,综合分析现有的有关文献,依据环境感知方式的不同,分别讨论了以激光、视觉、机械、电磁、GPS、超声波为感知系统的导航方法的研究进展,分析了现有几种导航方法在精度、实时性、抗干扰能力及系统适应性等方面的优缺点,认为多传感器融合技术可为果园移动机器人的导航提供更高的精度和稳定性。在此基础上,提出了未来果园移动机器人自动导航技术的发展趋势,即多传感器融合技术是果园移动机器人感知环境的主要手段,满足果园移动机器人精度和稳定性要求的导航系统将是今后研究的重点。     

便携式作物生长监测诊断仪的设计与试验

为了解决当前作物生长信息实时、快速、无损测量手段瓶颈问题,研发了一种基于多光谱传感器的便携式作物生长监测诊断仪。该仪器由多光谱传感器系统、处理器系统及附属机构组成,能实时无损地获取作物叶层氮含量、叶层氮积累量、叶面积指数、生物量等主要生长指标。对水稻的试验结果表明,便携式作物生长监测诊断仪测得的DVI值与水稻叶层氮含量、氮积累量、叶面积指数、叶干重的决定系数R2分别为0.711,0.8231,0.7698,0.7212。该仪器结构简单,集成度高,性价比好,携带方便,易于田间操作。     

旋转编码器在回转体回转角度测量中的应用

针对回转体回转角度测量的实际情况，研制了新型回转体回转角度测量仪。该测量仪是以光、机、电为一体的旋转编码器作为传感器，测量回转体的回转角度。这种测量输出的信号为数字信号，克服了零漂、测量准确度低等缺点，提高了测量的准确度和可靠性。     

电子鼻检测原理及其在饲料检测中的应用

文中介绍了电子鼻的检测原理,并从电子鼻技术的产生发展入手,叙述了传感器技术、信号预处理系统和信号模式识别技术的发展情况,综述了电子鼻在饲料原料检测中的应用现状,主要包括粮食原料霉变情况及鱼粉新鲜度的检测。最后展望了电子鼻在饲料行业中的应用前景及其存在的问题。     

论运用数据流进行电控发动机故障的诊断

本文通过介绍电控发动机电控燃油喷射系统按照运行工况的不同,对喷油参数进行最优的综合控制,运用数据流进行电控发动机故障的诊断,结合实际维修工作中的维修实例,谈谈运用数据流进行电控系统故障诊断的体会。