BE1014341A3

BE1014341A3 - Dispositif de regulation de debit de buses de pulverisation.

Info

Publication number: BE1014341A3
Application number: BE2001/0542A
Authority: BE
Original assignee: Faculte Univ Sciences Agronomiques Gembloux; Univ Bruxelles
Priority date: 2001-08-13
Filing date: 2001-08-13
Publication date: 2003-09-02

Abstract

L'invention a pour objet un dispositif de régularisation de débit de buses de pulvérisateur agricole qui compense l'effet des mouvements horizontaux de la rampe (4) portant les buses sur la répartition du produit par action sur le débit individuel des buses (5). Les vitesses instantanées absolues individuelles des buses (V) sont calculées à partir de capteurs (6,7) montés sur la rampe de pulvérisation (4) et sur le véhicule. Chacune de ces vitesses individuelles est utilisée par un ensemble individualisé régulateur (10)-actionneur (11) afin de régler le débit instantané (Deb) de la buse (5) correspondante en fonction de la consigne de dose (CDos) pré-établie. L'invention permet de respecter la consigne de dose à partir d'un dispositif unique qui compense simultanément les effets néfastes des variations de vitesse du véhicule et des mouvements de la rampe par rapport au véhicule sur la rèpartition. Cpntrairement aux suspension mécaniques, l'invention ne nécessite pas l'apport de modifications structurelles importantes aux machines.

Description


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  Dispositif de régulation de débit de buses de pulvérisation 
L'invention concerne la pulvérisation, et en particulier la pulvérisation agricole qui consiste à appliquer des produits phytosanitaires ou d'amendement au sein des parcelles agricoles. C'est une technique courante qui présente beaucoup d'avantages de flexibilité et d'efficacité. 



   Le produit à appliquer est pulvérisé par des buses fixées sur une rampe. Celleci est attachée au châssis du pulvérisateur qui est soit porté ou   traîné   par un tracteur agricole, soit constitué par un véhicule automoteur. 



   De manière générale, la quantité de produit répartie sur la surface à traiter doit être la plus proche possible de la consigne de dose établie à partir de critères agronomiques. 



   En pratique, la dose appliquée peut différer de la consigne, notamment en raison des variations des vitesses individuelles instantanées absolues des buses dans le plan horizontal. 



   Les solutions envisagées jusqu'à présent pour tendre vers une répartition de produit uniforme consistent à régler le débit des buses en fonction de la vitesse d'avancement du véhicule (mesurée par exemple par des capteurs de vitesse de type radar ou de type inductif), combinées éventuellement à un dispositif de suspension mécanique entre le châssis et la rampe afin de limiter la transmission de certains mouvements du véhicule à la rampe. 



   Le dispositif de régulation agit sur le débit des buses via des régulateurs qui commandent soit une modification de la pression au niveau des buses brevets US 4,530, 463, US 4,637, 547], soit une modification de l'orifice de la buse [Brevet FR- 2772646], soit encore une modulation en durée d'impulsion (contrôleur PWMPulse With Modulation). Le principe PWM consiste à modifier le débit en changeant le rapport entre la durée d'ouverture et de fermeture au niveau de la buse, ceci à l'aide d'un circuit effectuant des cycles ouverture/fermeture à une fréquence constante. Dans le cas des pulvérisateurs agricoles tels que décrits par Giles et al. 



  [Brevet US 5,134, 961] ou Henderson, Graeme et al. [Brevet US 5,653, 389], cette régulation PWM peut être appliquée au niveau des porte-buses en y incorporant des électrovannes d'un type particulier. Ces vannes sont commandées au niveau d'un 

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 tronçon (typiquement de 7 buses) par un boîtier électronique recevant la commande d'ajustement de débit du régulateur central. 



   Ces dispositifs de régulation s'avèrent insuffisants pour obtenir une répartition uniforme du produit car les variations de vitesse individuelle des buses résultent non seulement des variations de la vitesse d'avancement du véhicule, mais également de variations des vitesses horizontales des buses de pulvérisation par rapport au véhicule. Des suspensions mécaniques montées entre le châssis et la rampe de pulvérisation permettent de modérer les différences de vitesse horizontale de la rampe par rapport au véhicule (Frost et Sullivan, 1986 ; Nation, 1987 ; Kennes, 1997 ; Kennes et Ramon, 1998). Ces suspensions sont généralement constituées d'un assemblage de barres articulées, de ressorts, de rotules ou d'amortisseurs. 



   Les suspensions mécaniques ne permettent pas de supprimer complètement les mouvements horizontaux de la rampe par rapport au véhicule et ne permettent donc pas d'atteindre une répartition de produit uniforme conforme à la consigne. Par ailleurs, le montage d'un dispositif de suspension mécanique nécessite éventuellement d'apporter des modifications structurelles importantes aux machines existantes. En outre, la technique mise en oeuvre jusqu'à présent pour approcher la consigne de dose consiste à combiner un régulateur de débit en fonction de la vitesse d'avancement du véhicule et une suspension mécanique, qui sont deux dispositifs fonctionnant sans interaction. 



   L'invention a pour but de fournir un dispositif de régulation du débit des buses de rampes de pulvérisateurs agricoles qui compense les effets néfastes des mouvements individuels des buses sur la répartition du produit, qui soit efficace et de conception simple, et qui ne nécessite pas de suspension mécanique. 



   L'invention a pour objet un dispositif de régulation du débit des buses de rampes de pulvérisation aptes à équiper les pulvérisateurs agricoles comprenant : a) des régulateurs qui règlent le débit en fonction d'une consigne de dose et d'une mesure de vitesse ; b) des actionneurs qui convertissent avec une rapidité adéquate chaque commande de débit en un débit au niveau de chaque buse, lequel dispositif de régulation utilise un moyen de mesure des vitesses horizontales instantanées absolues individuelles des buses, chacune des vitesses étant utilisée par un ensemble individualisé régulateur- 

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 actionneur afin de régler le débit de la buse correspondante en fonction de la consigne de dose. 



   Les vitesses instantanées absolues individuelles des buses sont avantageusement calculées par un calculateur à partir des mesures de capteurs accélérométriques fixés sur la rampe et à partir d'un capteur de vitesse d'avancement. 



   Selon une variante préférée, les régulateurs de débit fournissent une commande de débit (CDeb) de type Pulse With Modulation (PWM) aux actionneurs. 



   L'invention permet de respecter la consigne de dose à partir d'un dispositif unique qui compense les effets néfastes des variations de vitesse du véhicule et des mouvements de la rampe par rapport au véhicule sur la répartition du produit. 



   Contrairement aux suspensions mécaniques, l'invention ne nécessite pas l'apport de modifications structurelles importantes aux machines existantes et peut être installée sans adaptation spécifique à tout modèle de pulvérisateur. 



   L'invention sera mieux comprise à la lecture d'un exemple de réalisation de l'invention, donné à titre illustratif. 



   Seuls les composants d'un pulvérisateur conventionnel nécessaires à la description de l'invention sont décrits ci-après et schématisés dans les figures 1 et 2. 



  Il doit être compris que les composants peuvent être complétés par d'autres et éventuellement être disposés de manière différente sur divers types de matériels équipés ou non de suspension, sur des pulvérisateurs de type porté, traîné ou automoteur. 



   Une vue globale d'un pulvérisateur équipé du dispositif de régulation 1 de l'invention est donnée à la figure 1. Le liquide à pulvériser stocké dans la cuve 2 est mis sous pression par une pompe non représentée. Un régulateur de pression non représenté permet d'ajuster ce paramètre. Une partie du liquide est dirigée via des conduites 3 vers les différents tronçons de la rampe 4, qui porte des buses 5 dont le nombre est variable selon le type de pulvérisateur. Le dispositif de régulation 1 de l'invention agit sur le débit individuel des buses 5.

   Des capteurs accélérométriques ou accéléromètres 6 (par exemple ADXL05, ANALOG DEVICES) sont fixés sur les différents tronçons de la rampe 4, tandis qu'un capteur radar de vitesse d'avancement 7 du pulvérisateur (par exemple, TEEJET ref 45674) est fixé sur le véhicule 8., qui avance dans la direction de la flèche 

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Le principe de fonctionnement du dispositif de régulation 1 est illustré à la figure 2. La vitesse horizontale instantanée absolue individuelle V de chaque buse 5, est calculée à partir des mesures des capteurs accélérométriques 6 montés sur la rampe 4et du capteur radar de vitesse 7 monté sur le véhicule 8. Dans l'exemple, les vitesses V sont mesurées dans la direction d'avancement du véhicule 8, et dans un plan horizontal. 



   La commande de débit CDeb est calculée pour chaque buse 5 par le régulateur 10 en fonction de la consigne de dose CDos et de la vitesse V. La variation du débit individuel de chaque buse 5 est assurée par un actionneur à commande PWM 11 via une électrovanne non représentée (par exemple Synchro CAPSTAN AG). 



   Pour des raisons pratiques, les vitesses horizontales instantanées absolues V et les signaux de commande correspondants peuvent aussi être calculés par groupes de buses 5 voisines, et non par buses individuelles.

Claims

Revendications 1. Dispositif de régulation (1) du débit (Deb) des buses (5) de rampes (4) de pulvérisation aptes à équiper les pulvérisateurs agricoles comprenant : a) des régulateurs (10) qui règlent le débit (Deb) en fonction d'une consigne de dose (CDos) et d'une mesure de vitesse ; b) des actionneurs 11 qui convertissent avec une rapidité adéquate chaque commande de débit CDeb en un débit Deb au niveau de chaque buse (5) ; caractérisé en ce que le dispositif de régulation (1) utilise un moyen de mesure des vitesses horizontales instantanées absolues individuelles (V) des buses (5), chacune des vitesses (V) étant utilisée par un ensemble individualisé régulateur (10)actionneur (11) afin de régler le débit (Deb) de la buse correspondante (5) en fonction de la consigne de dose (CDos).
2. Dispositif de régulation (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les vitesses instantanées absolues individuelles (V) des buses (5) sont calculées par un calculateur (9) à partir des mesures de capteurs accélérométriques (6) fixés sur la rampe (4) et à partir d'un capteur de vitesse d'avancement (9).
3 Dispositif de régulation selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les régulateurs de débit (10) fournissent une commande de débit (Cdeb) de type Pulse With Modulation (PWM) () aux actionneurs (11)