[发明专利]一种基于声音信息的水稻喷雾机喷头堵塞实时监测装置和方法

说明书

本发明提供了一种基于声音信息的水稻喷雾机喷头堵塞实时监测装置和方法，由喷水管道、喷头、微型麦克风、微型麦克风固定支架、数据采集模块、控制器和流量计组成。所述方法包括：微型麦克风最佳安装位置的确定；发动机声音数据的采集；声音信号采样频率的确定；喷头的声音数据采集；声音采集数据的分析与预处理；特征频带的提取；带功率计算及功率归一化；喷头流量估计模型的建立；喷头的流量估计模型性能评价；喷嘴堵塞的判别与决策。本发明实现了对水稻喷雾机喷头堵塞信息的低成本、实时、准确监测，为水稻喷雾机喷头堵塞的监测奠定了技术基础。

技术领域

本发明涉及水稻农药喷雾机领域，特别涉及一种基于声音信息的喷头堵塞实时监测装置和方法。

背景技术

受水质影响，喷雾机喷头堵塞现象频发，若作业过程中，喷头堵塞不能及时发现，导致漏喷现象发生，严重影响作物病、虫、草害的防治效果，造成作物减产和品质的降低。迫切需要研究监测喷头堵塞的智能化检测装置和方法。通过在喷头管路上串联流量计科实现对喷头堵塞的检测，但由于流量计价格高，而大型喷雾机喷头数量一般达到48～64个，每个喷头管路上各串联一个流量计监测喷头流量和堵塞的方案由于受价格制约影响，在实际中很难得到推广应用，因此，必须对低成本喷头堵塞检测的智能化装置及方法进行研究。研究表明，声波信号强度和频谱随喷头流量变化而变化。为弥补现有喷头堵塞监测装置及方法的不足，本发明提出了一种基于声音信息的水稻喷雾机喷头堵塞实时监测装置和方法，以实现对喷头堵塞的低成本、智能化实时、高效监测。

专利1(申请号：201711406358.4)公开了一种用于禽蛋裂纹识别的音频传感器的检测装置及方法，通过不同音频传感器采集同一激励棒和标准球之间的信号，并采用分析方法采集信号相关性的音频传感器信息，以消除音频传感器系统误差，提高禽蛋裂纹检测的准确率。专利2(申请号：201310501436.4)公开了一种便携式禽蛋品质检测装置及方法，通过位于禽蛋正上方的敲击杆敲击蛋壳的不同区域，由拾音器拾取产生的声波信号并传送给平板电脑判断禽蛋是否存在裂纹。专利1和专利2均是通过敲击蛋壳产生的声音信号进行禽蛋裂纹的检测，目前尚未发现利用声波信号进行喷雾机喷头堵塞的装置及方法。专利3(申请号：201721899289.0)公开了一种喷头堵塞监测组合式装置，通过将药液引入内设有磁感应浮子和弹性件的显示管内，将磁感应器连接到显示管外壁，流入显示管内的药液顶动磁感应浮子，进而压缩弹性件，磁感应器对磁感应浮子位移进行感应并输出不同电压值，以显示喷头是否堵塞；专利4(申请号：201721700460.0)提供了一种监测喷头堵塞的一体式装置，利用利用磁感应器检测磁感应浮子的位置进而检测出喷头是否堵塞；专利5(申请号：201410377348.2)公开了一种喷药机喷头堵塞故障排除系统与方法，利用霍尔流量传感器作为喷头堵塞传感器对喷头堵塞进行了监测，但采用流量传感器成本高，难于在实际应用中得到推广应用。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于声音信息的水稻喷雾机喷头堵塞实时监测装置和方法，实现对水稻喷雾机喷头工作状态的实时监测，为实时获取喷雾机喷头的工作状态奠定了基础。

为了解决以上技术问题，本发明采用的具体技术方案如下：

一种基于声音信息的水稻喷雾机喷头堵塞实时监测装置，包括喷杆(1)、喷水管道(2)、喷头(3)、微型麦克风A(4)、微型麦克风B(12)、微型麦克风固定支架(5)、模拟量采集模块(10)、控制器(11)、流量计(6)；喷杆(1)上设置喷水管道(2)，喷水管道(2)设有流量计(6)，且喷水管道(2)和喷头(3)相连，在喷头(3)附近用微型麦克风固定支架(5)固定微型麦克风A(4)；微型麦克风B(12)固定在发动机和隔膜泵的位置；