脱色反应成像表征内流混药浓度场均匀性的研究

Studying mutual coupling characteristics ofthe decolorization reaction with the Flow Field Structure,determine the the best working conditions and a stable range of operating temperature decolorization reaction simulation flow mixed concentration field,build the new method of flow concentration field in the pictorial.reveals the intrinsic link between the decolorization reaction imaging signal and concentration fields From the statistical properties of the imaging signal , the spatial structure characteristics and patterns of clustering.quantify the classification standards of the concentration field values and space quantization of discrete, determine the decolorization reaction of the local concentration of boundary positioning, segmentation and extraction algorithm ;Determine the decolorization of the reaction concentration field diffusion interface tracking and processing algorithms, and the introduction of the local curvature to improve the accuracy and stability of the fast discrete level set algorithm .Given the criterion of mechanism of turbulent mixing drugs and the proliferation of mixed drug mechanism create comparable conditions of the concentration field of numerical simulation and the measured concentration field structure by coordinate reduction methods ,completely overcome the difficulties of numerical simulation is difficult confirmed by experiment,and will contribute directly to stream technological innovation of mixed drugs and the improvement of mixer design level .

通过研究脱色反应与内流场结构相互耦合特性，确定脱色反应模拟内流混药浓度场的最佳工作条件和稳定工作温度范围，建立图像表征内流浓度场的新方法。从成像信号统计特性，空间结构特性和模式聚类规律等方面揭示脱色反应成像信号与浓度场的内在联系。确定浓度场数值量化的分级标准和空间量化的离散化标准，确定脱色反应局部浓度场边界定位、分割和提取算法；确定脱色反应浓度场扩散界面的追踪和处理算法，引入局部曲率改进快速离散水平集算法的精度和稳定性。给出湍流混药机制和扩散混药机制的判据。通过坐标缩减方法，创造浓度场数值模拟与实测浓度场结构的可比条件，彻底克服数值模拟难以全场实验确证的困难，将直接推动内流混药的技术创新和混合器设计水平的提高。

在线混药是植保机械领域减少农药使用的一种工程措施。这是因为：1）实际作业时采用混药器吸药，且边吸药边喷雾，这一方式避免了施药人员接触农药，从而使安全性得到保证；2）避免过量使用农药，从而可以节省农药、减轻农药对农业生物环境的污染。本项目利用碘和淀粉的复合物模拟农药，硫代硫酸钠溶液模拟水，二者混合的脱色反应模拟农药与水的混合过程，通过研究脱色反应与内流场结构相互耦合特性。针对结构参数不同的射流混药装置在不同喷雾系统中的工作状态，将射流混药装置应用于喷杆式喷雾机，考察其工作特性；针对混药装置回流的工作状态，给出了2种解决方案。将混药器安装于喷杆喷雾机上，研究农药混合的时间均匀性和空间均匀性，形成多通道混药喷雾系统。得出混药均匀性变异系数CV≤5%，表明混药均匀。另外，根据溶液质量浓度不同，其折光率不同的原理，设计一种混药质量浓度在线检测装置，实现混药质量浓度的在线检测。本项目完成三年后，将推动内流混药的技术创新和混合器设计水平的提高。