2021中国农业农村重大新产品 | 航空精准施药雾滴沉积检测系统

农业领域的“战斗机”

在农业科技高速发展的浪潮中，航空施药设备因其节水节药能力强、省时省力效率高，成为田间地头的“新宠”，在我国呈井喷式发展，是科技赋能农作物管理环节的重要方式之一。

植保无人机作业

经过农业航空设备百花齐放般发展后，现如今，行业更关注的是纵深研究，施药的喷雾质量就是其中之一，包括雾滴沉积密度、覆盖率和均匀性等，这些因素决定了施药作业的病虫害防治效果和农药利用效率。

当前我国农业航空施药地面药液沉积监测技术较为落后，缺乏施药质量管控设备和专用仪器，人工统计雾滴粒径费时费力精度较低。构建药液沉积监测网络,实现药液快速精准检测，对于加速农业航空智能化、数字化创新，为农业航空高质量发展提供不小的助力。

重磅！农业航空装备数字化、智能化转型——航空精准施药雾滴沉积检测系统成功应用！

北京农业智能装备技术研究中心研究员张瑞瑞，研究突破了变介电常数传感器技术、图像处理技术和基于荧光分析的连续采样检测技术，研发了“航空施药质量检测系统”，可以高效检测雾滴覆盖密度、粒径谱、喷施率、均匀度等关键参数指标，为药液沉积质量综合评价提供了完备技术手段，并成功进行了大范围应用。

航空精准施药雾滴沉积检测系统的四个组成部分：

1、在测试区域布置雾滴沉积监测传感器网络，采集沉积点上雾滴沉积量，分析雾滴沉积/蒸发过程，实时获取地面喷施率，网络容量大于200，沉积最小分辨率达到0.02 μL/ha。采用基于平板电容器变介电常数原理的药液沉积参数实时测量方法，创制了药液沉积监测传感器网络，现场部署后可实时采集雾滴沉积过程，解决了航空施药难以现场监测雾滴沉积实时发现漏喷和错喷区域，事后补喷成本较高的问题。此外，传感器网络可以大面积实时监测药液雾滴沉积/蒸发全过程，也为药效评估和施药过程控制提供有效的数据支持。

药液沉积实时检测传感器网络

2、使用基于图像处理的样点雾滴沉积参数检测软件处理水敏试纸，根据采样点上承载的沉积痕迹，利用iDAS PRO（雾滴沉积分析系统），采用图像形态学技术用侵蚀操作分离雾滴，在测量雾滴粒径时通过灰阶深度为像素赋权，提高了雾滴粒径检测精度，可准确检测雾滴覆盖密度、地面喷施率、面积覆盖率、Dv.1、Dv.5、Dv.9、（这些英文字母代表什么意思？）扩散比、粒径谱宽度等航空施药关键指标参数，解决了现有施药沉积痕迹图像处理系统难以分离重叠雾滴、雾滴粒径检测精度较低等问题。

iDAS PRO雾滴沉积分析系统

3、使用雾滴沉积连续采样分析仪扫描采样带，根据特征波段荧光光谱强度获取1cm分辨率雾滴覆盖密度，还原风场和飞行器流场带来的雾滴沉积高频分量。针对航空施药下洗气流致使雾滴运动轨迹多变，致使小尺度空间雾滴沉积密度波动剧烈，现有采样方法无法有效检测雾滴沉积高频分量问题，研制了荧光示踪雾滴沉积模式分析仪。利用药液荧光示踪技术，建立雾滴覆盖密度、喷施率与特征波段光谱强度的多元线性回归模型，实现了1.5cm分辨率雾滴覆盖密度和喷施率的快速测量。

雾滴沉积连续采样分析仪

应用雾滴沉积连续采样分析仪获取连续雾滴覆盖密度

荧光示踪药液漂移沉积质量连续采样工作原理

4、设计数据分析系统根据均匀度（样点间变异系数）和喷施率等级自动计算航空施药单喷幅作业有效喷幅宽度，并集成了8种常见多喷幅作业仿真模型，分析施药飞行器多种作业模式下施药质量，为航空施药质量检测提供量化衡量依据。  

“智慧农业” 

2021年《中共中央国务院关于全面推进乡村振兴加快农业农村现代化的意见》即中央一号文件指出，发展智慧农业，并强调强化创新驱动发展，实施农业关键核心技术攻关行动，培育一批农业战略科技创新力量。

现代科技赋能智慧农业，也正在一步步将农民从田间地头解放出来。在助力乡村振兴的道路上，智慧农业必将发挥重要作用。

编辑：张雪婷

主编：尚芹如

监审：任民