本发明涉及农作物病虫害防治的，用于农药药液及飞防助剂稀释液抗蒸发性能的检测，具体是一种利用接触角测定仪和图形软件分析测定液滴蒸发速率的方法。
背景技术：
1、植保无人机飞防已逐步成为我国农业生产中作物病虫害防治的主要技术措施之一，目前年防治面积达16亿亩次以上。植保无人机飞防由于植保无人机载重量有限，同时为提高作业效率，亩用药液量较低，药液浓度大，雾滴粒径细，在施药过程中容易因药液蒸发导致农药利用率降低、防治效果不稳定等问题。同时，当前植保无人机飞防所使用的药剂多数仍为常规的适用于大水量喷雾的农药产品，为进一步提升常规农药产品应用与植保无人机飞防的效果，以提升雾滴润湿和展布性能、抗蒸发和防飘移性能的植保无人机飞防助剂产品得到了广泛的开发和应用。因此，建立结果可靠、可操作性强的药液抗蒸发性能检测方法，评价药液抗蒸发性能，进而监测和指导植保无人机飞防药剂、飞防助剂的选择和应用十分必要。
2、测定液体蒸发速率的方法较多，用于模拟农药喷洒过程中雾滴蒸发速率测定的方法主要为利用接触角测定仪采用悬滴法进行的单液滴蒸发速率测定法。由于测定过程中悬挂的单液滴形态为不规则椭球形，液滴体积的精准测定难度较高，接触角测定仪配备的液滴体积模拟计算软件对液滴体积估算的准确度有限。因此，建立一套准确的单液滴体积测定方法，进而测定单液滴的蒸发速率，用于评价飞防药剂药液和飞防助剂稀释液的抗蒸发性能，对指导植保无人机飞防药剂和助剂的选择、提升农药利用率、增进防治效果具有重大意义，应用前景广阔。
技术实现思路
1、针对现有方法的以上缺陷及改进需求，本发明的目的在于提供一种利用接触角测定仪和图像软件准确分析测定液滴蒸发速率的方法，首先通过考察椭球体积与其竖截面面积和宽高比的关系，建立椭球体积的计算公式；然后利用接触角测定仪和photoshop软件，测定和计算待测液系列固定体积单液滴的体积像素值并建立单液滴体积像素值与体积物理值的回归关系方程；进而测定待测液单液滴1分钟内不同时间点体积像素值，并根据体积像素值与体积物理值的回归方程计算物理体积，最后通过建立待测液单液滴物理体积与时间的直线回归方程，计算待测液蒸发速率。
2、根据本发明的目的，本发明提出了一种测定液滴蒸发速率的方法，包括以下步骤：
3、s1.基于单液滴中液体体积像素值计算方法，测定系列已知体积物理值的液滴的体积像素值，并以测得的体积物理值为纵坐标，以对应的体积像素值为横坐标，绘制标准曲线，建立待测液单液滴中待测液体积物理值与体积像素值的回归关系方程；
4、s2.用微量注射器吸取预定容量待测液，将微量注射器固定于接触角测定仪的注射器固定槽内，并使微量注射器针管伸入微型温湿度控制温盒内，记录控制盒内的温度和相对湿度，开启接触角测定仪工业相机拍照功能，拍摄并保存注射器针管照片，随后按压微量注射器芯杆悬挂液滴，立即开启接触角测定仪工业相机拍照功能，分别在液滴形成后若干时刻(t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7，优选为0秒、10秒、20秒、30秒、40秒、50秒、60秒)时拍照记录液滴形态；
5、s3.基于图像处理软件的直方图功能，测定针管照片中针管长度像素值lt0、针管宽度像素值wt0及液滴形态照片中液滴高度像素值hti、液滴宽度像素值dti、液滴面积像素值sti、液滴外针管的长度像素值lti；
6、s4.按照液滴中待测液体积像素值测定和计算方法，按计算公式vti＝(4/3)×π-1/2×sti3/2×(dti/hti)1/2-π×(w0/2)2×(lt0-lti)，测定和计算对应时间点液滴中待测液体积的像素值，根据s1中建立的液滴中待测液物理体积与像素体积的回归关系方程，计算待测液单液滴在对应时间点时液滴中待测液的物理体积；
7、s5.利用s4中测定的在不同时间点时液滴中待测液的物理体积，以物理体积为纵坐标，以其对应的时间点为横坐标，建立待测液单液滴中待测液物理体积与时间的直线回归方程，直线的斜率即为待测液的蒸发速率。
8、进一步的，液体单液滴的制备方法为：用10微升平头针管微量注射器，准确吸取一定体积的待测液，将微量注射器置于接触角测定仪注射器固定槽内，按压微量注射器芯杆，完全挤出注射器内待测液，使其在注射器针管下部末端形成悬挂单液滴。
9、进一步的，所述步骤s1中采用椭球基于其纵截面面积和宽高比的体积计算方法，包括：通过考察椭球在其竖截面面积(s)一定的条件下，椭球体积(v)与椭球宽高比(d/h)的关系，建立椭二者的回归关系方程v＝c×(d/h)1/2，进而考察常数c与椭球竖截面面积(s)的关系及椭球的体积公式，建立二者的回归关系方程c＝(4/3)×π-1/2×s3/2，得到椭球体积基于椭球竖截面面积及椭球宽高比的计算公式v＝(4/3)×π-1/2×s3/2×(d/h)1/2。
10、进一步的，所述步骤s4中液体积像素值测定和计算方法包括：利用接触角测定仪和图像处理软件，测定液滴的面积像素值、宽度像素值、高度像素值、针管宽度像素值及液滴中针管长度像素值，并通过椭球体积计算公式v＝(4/3)×π-1/2×s3/2×(d/h)1/2计算得到单液滴的体积像素值，再利用圆柱体体积公式计算液滴中针管像素体积，计算两者的差即得液滴中液体体积像素值。
11、进一步的，所述的接触角测定仪配备操控系统、进样系统、摄像系统、载物台、光源系统，所述的工业相机为接触角测定仪所配备的工业相机；所述的微型温湿度控制盒，由电热丝、温控系统、加湿装置、温湿度测定仪组成。
12、此外，所述方法用于测定农药药液或飞防助剂稀释液液滴蒸发速率，评价农药药液或飞防助剂稀释液的抗蒸发性能。
13、相比于现有技术，本发明能够取得更精确、高效的测量，本发明的有益效果如下：
14、(1)采用悬滴法测定液滴蒸发速率时，液滴在短时间内蒸发后形态变化不明显，液滴形态的主要参数如液滴的高度和宽度值变化较小，利用传统的椭球体积计算公式计算液体体积不能灵敏反应液滴的体积变化。针对上述问题，本发明通过考察椭球体积与其纵截面面积及其宽高比的关系，建立了基于椭球纵截面面积和椭球宽高比计算椭球体积的公式，v＝(4/3)×π-1/2×s3/2×(d/h)1/2，能更灵敏的反应液滴体积变化，且准确度高。
15、(2)采用悬滴法测定液滴蒸发速率时，液滴形态并不是标准的椭球形态，测量过程中由于液滴宽、高形态指标变化不明显，利用宽、高形态指标计算椭球纵截面面积不能准确反应液滴形态变化。针对该问题，本发明利用photoshop软件的直方图功能，直接统计液滴的纵截面面积，更能直接、准确的反应液滴形态的变化，从而反应出液滴体积的变化。
16、(3)采用悬滴法测定液滴蒸发速率时，测定过程中通常需用极低表面能物质处理注射器针管，以减少液滴包含针管现象的发生，但由于液滴与针管紧密接触，液滴中始终包含有一定长度的针管。本发明针对性提出了液滴中待测液体积为液滴体积与液滴中包含的针管体积之差的计算方法，能更准确的计算出液滴蒸发速率过程中液体的实际体积，同时避免了传统的用低表面能物质处理注射器针管的操作，避免低表面物质对待测液液滴蒸发的影响。
17、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书中所特别指出的结构来实现和获得。
1.一种测定液滴蒸发速率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，液体单液滴的制备方法为：用10微升平头针管微量注射器，准确吸取一定体积的待测液，将微量注射器置于接触角测定仪注射器固定槽内，按压微量注射器芯杆，完全挤出注射器内待测液，使其在注射器针管下部末端形成悬挂单液滴。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s1中采用椭球基于其纵截面面积和宽高比的体积计算方法，包括：通过考察椭球在其竖截面面积s一定的条件下，椭球体积v与椭球宽高比d/h的关系，建立椭二者的回归关系方程v=c×（d/h）1/2，进而考察常数c与椭球竖截面面积（s）的关系及椭球的体积公式，建立二者的回归关系方程c=(4/3)×π-1/2×s3/2，得到椭球体积基于椭球竖截面面积及椭球宽高比的计算公式v=(4/3)×π-1/2×s3/2×（d/h）1/2。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤s4中液体积像素值测定和计算方法包括：利用接触角测定仪和图像处理软件，测定液滴的面积像素值、宽度像素值、高度像素值、针管宽度像素值及液滴中针管长度像素值，并通过椭球体积计算公式v=(4/3)×π-1/2×s3/2×（d/h）1/2计算得到单液滴的体积像素值，再利用圆柱体体积公式计算液滴中针管像素体积，计算两者的差即得液滴中液体体积像素值。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的接触角测定仪配备操控系统、进样系统、摄像系统、载物台、光源系统，所述的工业相机为接触角测定仪所配备的工业相机；所述的微型温湿度控制盒，由电热丝、温控系统、加湿装置、温湿度测定仪组成。
6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法用于测定农药药液或飞防助剂稀释液液滴蒸发速率，评价农药药液或飞防助剂稀释液的抗蒸发性能。
7.一种计算机处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述权利要求1-6任一项所述的方法。
8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1-6任一项所述的方法。
