【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種農(nóng)業(yè)觸土部件的土壤擾動(dòng)輪廓的測(cè)量方法和裝置，屬于土壤擾動(dòng)測(cè)量。
技術(shù)介紹
1、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程通常需要各類觸土部件，實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤的疏松、平整、開溝等作業(yè)。土壤擾動(dòng)面積、土壤蓬松度、土壤擾動(dòng)系數(shù)等諸多土壤擾動(dòng)特性參數(shù)是評(píng)價(jià)農(nóng)業(yè)觸土部件作業(yè)性能的重要指標(biāo)，但是這些參數(shù)的測(cè)定和計(jì)算都需要獲取觸土部件對(duì)土壤的擾動(dòng)輪廓。
2、目前，測(cè)定土壤擾動(dòng)輪廓的主流方法是利用具有多根細(xì)木條或者金屬條的土壤輪廓儀，在土壤輪廓儀測(cè)定前，需要沿機(jī)具前進(jìn)方向挖出幾個(gè)土壤橫斷面，然后人工挖出橫斷面內(nèi)觸土部件擾動(dòng)的土壤，并將土壤輪廓儀垂直于機(jī)具前進(jìn)方向放置在挖出的溝槽上方，通過(guò)拍打木條，使木條底部落至土壤溝槽輪廓上，最后在坐標(biāo)紙上描出不同位置木條的頂點(diǎn)位置，連接這些頂點(diǎn)就可得到土壤擾動(dòng)輪廓。這種方法需要人工挖掘觸土部件擾動(dòng)的土壤，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低，而且難以保證挖出的土壤都是觸土部件擾動(dòng)區(qū)域的土壤，容易造成不完全挖掘（即未挖到擾動(dòng)區(qū)域邊界）和過(guò)度挖掘（即把擾動(dòng)區(qū)域外的土壤挖出），導(dǎo)致測(cè)定的擾動(dòng)區(qū)域的面積等參數(shù)過(guò)大或過(guò)小，嚴(yán)重影響機(jī)具性能評(píng)估結(jié)果。
3、公布號(hào)為cn108575168a的專利文件公開了一種確定深松作業(yè)土壤擾動(dòng)區(qū)域形狀與面積的方法，該方法采用土壤硬度儀對(duì)深松區(qū)域不同深度土壤硬度進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)土壤硬度的變化確定深松作業(yè)擾動(dòng)區(qū)域形狀，但是該方法需要人工使用土壤硬度儀多次反復(fù)測(cè)量，且橫向測(cè)量間距（50mm）和豎直方向測(cè)量間距（25mm）均較大，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度高、效率低，而且難以對(duì)深松作業(yè)后擾動(dòng)區(qū)域的復(fù)雜形狀進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是提供一種農(nóng)業(yè)觸土部件的土壤擾動(dòng)輪廓的測(cè)量方法和裝置，用以解決土壤擾動(dòng)輪廓測(cè)量誤差大的問(wèn)題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)的方案包括：
3、本專利技術(shù)的一種農(nóng)業(yè)觸土部件的土壤擾動(dòng)輪廓的測(cè)量方法，包括如下步驟：
4、向農(nóng)業(yè)觸土部件作業(yè)后作業(yè)區(qū)域的橫斷面的土壤發(fā)射微波，并測(cè)量經(jīng)土壤反射后的反射波，從反射波中確定出微波反射損失中較大的區(qū)域，將該區(qū)域的邊界作為土壤擾動(dòng)輪廓；作業(yè)區(qū)域包括擾動(dòng)區(qū)域和未擾動(dòng)區(qū)域；
5、當(dāng)微波反射損失對(duì)應(yīng)的土壤容重降低20%以上時(shí)，認(rèn)為微波反射損失較大。
6、進(jìn)一步地，微波的發(fā)射和反射波的接收采用微波收發(fā)器陣列；微波收發(fā)器陣列中微波收發(fā)器單元的橫向間距與豎向間距均由土壤擾動(dòng)輪廓的測(cè)量誤差確定。
7、進(jìn)一步地，微波收發(fā)器陣列正對(duì)著橫斷面的土壤放置，以使微波的發(fā)射方向和反射波的接收方向均垂直于橫斷面。
8、進(jìn)一步地，微波收發(fā)器單元采用角型天線。
9、進(jìn)一步地，土壤擾動(dòng)輪廓通過(guò)對(duì)微波收發(fā)器陣列中微波反射損失較大的點(diǎn)位區(qū)域的輪廓進(jìn)行樣條擬合得到。
10、進(jìn)一步地，該方法還包括將得到的微波反射損失進(jìn)行可視化展示的步驟。
11、本專利技術(shù)的一種農(nóng)業(yè)觸土部件的土壤擾動(dòng)輪廓的測(cè)量裝置，包括微波生成器、微波收發(fā)器和處理器，微波生成器用于生成微波；
12、微波收發(fā)器用于將生成的微波發(fā)射到農(nóng)業(yè)觸土部件作業(yè)后作業(yè)區(qū)域的橫斷面的土壤中，并接收經(jīng)過(guò)土壤反射后的反射波；
13、處理器用于對(duì)微波收發(fā)器發(fā)送的反射波進(jìn)行處理，并從反射波中確定出微波反射損失中較大的區(qū)域，將該區(qū)域的邊界作為土壤擾動(dòng)輪廓；
14、作業(yè)區(qū)域包括擾動(dòng)區(qū)域和未擾動(dòng)區(qū)域；
15、當(dāng)微波反射損失對(duì)應(yīng)的土壤容重降低20%以上時(shí)，認(rèn)為微波反射損失較大。
16、進(jìn)一步地，微波收發(fā)器采用微波收發(fā)器陣列，微波收發(fā)器陣列中微波收發(fā)器單元的橫向間距與豎向間距均由土壤擾動(dòng)輪廓的測(cè)量誤差確定。
17、進(jìn)一步地，還在微波生成器和微波收發(fā)器之間設(shè)置隔離器，以避免反射波進(jìn)入微波生成器。
18、進(jìn)一步地，還包括用于將得到的微波反射損失進(jìn)行可視化展示的顯示器。
19、本專利技術(shù)的有益效果：
20、本專利技術(shù)是開拓性專利技術(shù)，提供一種農(nóng)業(yè)觸土部件的土壤擾動(dòng)輪廓的測(cè)量方法，利用擾動(dòng)后的土壤容重與微波反射損失的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤擾動(dòng)輪廓的精準(zhǔn)測(cè)量。其中，土壤經(jīng)農(nóng)業(yè)觸土部件作業(yè)后，農(nóng)業(yè)觸土部件的作業(yè)區(qū)域分為擾動(dòng)區(qū)域和未擾動(dòng)區(qū)域，擾動(dòng)區(qū)域的土壤容重小于未擾動(dòng)區(qū)域的土壤容重；研究發(fā)現(xiàn)：通過(guò)農(nóng)業(yè)觸土部件擾動(dòng)土壤、降低土壤容重，能夠使微波反射損失增加，因此向農(nóng)業(yè)觸土部件作業(yè)后作業(yè)區(qū)域的橫斷面的土壤發(fā)射微波，并測(cè)量經(jīng)土壤反射后的反射波，從反射波中確定出微波反射損失中較大的區(qū)域，當(dāng)微波反射損失對(duì)應(yīng)的土壤容重降低20%以上時(shí)，認(rèn)為微波反射損失較大，將微波反射損失中較大的區(qū)域的邊界作為土壤擾動(dòng)輪廓，實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤擾動(dòng)輪廓的精準(zhǔn)測(cè)量，該方法不需要人工反復(fù)測(cè)量，能夠有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高測(cè)量效率，還能夠?qū)r(nóng)業(yè)觸土部件作業(yè)后擾動(dòng)區(qū)域的復(fù)雜形狀進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量。
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1.一種農(nóng)業(yè)觸土部件的土壤擾動(dòng)輪廓的測(cè)量方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)觸土部件的土壤擾動(dòng)輪廓的測(cè)量方法，其特征在于，所述微波的發(fā)射和反射波的接收采用微波收發(fā)器陣列；所述微波收發(fā)器陣列中微波收發(fā)器單元的橫向間距與豎向間距均由土壤擾動(dòng)輪廓的測(cè)量誤差確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的農(nóng)業(yè)觸土部件的土壤擾動(dòng)輪廓的測(cè)量方法，其特征在于，所述微波收發(fā)器陣列正對(duì)著所述橫斷面的土壤放置，以使微波的發(fā)射方向和反射波的接收方向均垂直于所述橫斷面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的農(nóng)業(yè)觸土部件的土壤擾動(dòng)輪廓的測(cè)量方法，其特征在于，所述微波收發(fā)器單元采用角型天線。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的農(nóng)業(yè)觸土部件的土壤擾動(dòng)輪廓的測(cè)量方法，其特征在于，所述土壤擾動(dòng)輪廓通過(guò)對(duì)微波收發(fā)器陣列中微波反射損失較大的點(diǎn)位區(qū)域的輪廓進(jìn)行樣條擬合得到。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)觸土部件的土壤擾動(dòng)輪廓的測(cè)量方法，其特征在于，該方法還包括將得到的微波反射損失進(jìn)行可視化展示的步驟。
7.一種農(nóng)業(yè)觸土部件的土壤擾動(dòng)輪廓的測(cè)量裝置，其特征在于，
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的農(nóng)業(yè)觸土部件的土壤擾動(dòng)輪廓的測(cè)量裝置，其特征在于，所述微波收發(fā)器采用微波收發(fā)器陣列，所述微波收發(fā)器陣列中微波收發(fā)器單元的橫向間距與豎向間距均由土壤擾動(dòng)輪廓的測(cè)量誤差確定。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的農(nóng)業(yè)觸土部件的土壤擾動(dòng)輪廓的測(cè)量裝置，其特征在于，還在所述微波生成器和微波收發(fā)器之間設(shè)置隔離器，以避免反射波進(jìn)入微波生成器。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的農(nóng)業(yè)觸土部件的土壤擾動(dòng)輪廓的測(cè)量裝置，其特征在于，還包括用于將得到的微波反射損失進(jìn)行可視化展示的顯示器。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種農(nóng)業(yè)觸土部件的土壤擾動(dòng)輪廓的測(cè)量方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)觸土部件的土壤擾動(dòng)輪廓的測(cè)量方法，其特征在于，所述微波的發(fā)射和反射波的接收采用微波收發(fā)器陣列；所述微波收發(fā)器陣列中微波收發(fā)器單元的橫向間距與豎向間距均由土壤擾動(dòng)輪廓的測(cè)量誤差確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的農(nóng)業(yè)觸土部件的土壤擾動(dòng)輪廓的測(cè)量方法，其特征在于，所述微波收發(fā)器陣列正對(duì)著所述橫斷面的土壤放置，以使微波的發(fā)射方向和反射波的接收方向均垂直于所述橫斷面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的農(nóng)業(yè)觸土部件的土壤擾動(dòng)輪廓的測(cè)量方法，其特征在于，所述微波收發(fā)器單元采用角型天線。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的農(nóng)業(yè)觸土部件的土壤擾動(dòng)輪廓的測(cè)量方法，其特征在于，所述土壤擾動(dòng)輪廓通過(guò)對(duì)微波收發(fā)器陣列中微波反射損失較大的點(diǎn)位區(qū)域的輪廓進(jìn)行樣條擬合得到。
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王學(xué)振，張世豪，周浩，翟慶航，李倩文，姬江濤，王升升，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：河南科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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