“击穗气吹式”杂交水稻制种授粉机授粉管优化与试验

为克服人工授粉效率低、花粉分布均匀性差等缺点,实现杂交水稻制种机械化授粉,该文设计并试制了击穗-气吹式杂交水稻授粉机,利用CFD数值仿真技术对该机气吹嘴式和气吹孔式2种授粉管的气流场分布进行数值模拟,测试了不同流量下授粉管各吹气孔流速;然后进行田间授粉试验,采用重力玻片法检测了授粉机授粉与人工授粉时花粉分布。结果表明,在相同进气口速度条件下,吹孔式授粉管外部分气吹孔气流倾斜,授粉管外侧存在气流未达到的死区;气嘴式授粉管外侧各气吹嘴气流方向基本一致,可为气流授粉提供均匀稳定的气流场,吹嘴式授粉管是较理想的授粉管型式;在进气口风速为5.4、10.0和13.5 m/s时,吹嘴式授粉管各气吹嘴出口气流速度的模拟与实测值沿授粉管的变化趋势一致,气吹嘴出口气流速度模拟值与实测值的平均误差分别为2.14%、2.40%和3.43%,气流沿授粉管分布的均匀性变异系数分别为14.76%、15.93%和16.31%。田间授粉试验表明,在气吹嘴出口平均流速为7.3 m/s时,该机的每行花粉量及各母本行花粉量分布的均匀性上均优于人工授粉,授粉效率高于人工授粉法,为杂交水稻制种机械化授粉提供了实用机型。     

自动进样与恒温控制型电子舌检测系统

针对现有电子舌集成化、自动化程度较低的问题,设计了一台能自动调节样品温度、进样、清洗电极和检测样品的伏安型电子舌,包括上位机、控制模块、电极与信号采集模块、自动进样模块、恒温槽模块和按键显示模块。系统的控制界面基于Lab VIEW设计开发,通过串口向控制模块发送指令,进而控制自动进样、恒温槽等模块协同工作。电极与信号采集模块采用了三电极检测体系,由贵金属裸电极阵列、调理电路、采集卡构成,运用脉冲伏安法获得样品的信号曲线,并与上位机之间通过USB互传数据。对设备的进样和调温性能试验结果表明,自动进样模块能可靠运行,恒温槽对样品的温度控制范围为(25±1)℃。对设备的检测性能试验表明,检测信号特征值随时间漂移较小,有良好的稳定性。样品温度波动会引起特征值显著变化,恒温槽控温能有效提高电子舌检测精度。使用电子舌对不同类型的啤酒、牛奶、水和不同等级的茶叶4大类样品进行检测,对数据运用主成分分析(PCA),结果显示电子舌对它们均能有效区分。