CN102652510B - 一种喷雾控制综合试验台 - Google Patents
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Abstract
一种喷雾控制综合试验台，试验台上设置有药液箱，药液箱通过进药管道接喷射泵的入口，喷射泵接交流电机，喷射泵的出口通过主管道接回流管道和喷药管道，回流管道接至药液箱，喷药管道接排成一排的喷头组，喷头组下方对应V型槽板，V型槽板下方对应旋转轴，旋转轴上设置有一排上量杯以及一排下量杯，上量杯与下量杯的轴线均与旋转轴垂直，本发明实现喷头分布可调和药液回收测量装置的自动化，综合整体提高测试台的测试精度，便于变量喷雾施药机的研发，从而提高农药的利用率，减少化学农药对人和牲畜的危害，降低农药对环境的污染。
Description
技术领域
本发明属于农业植保机械，涉及施药器具，具体涉及一种喷雾控制综合试验台。
背景技术
在果园管理作业中病虫害的防治是最费工时、又非常重要的作业项目，同时也是技术上非常不成熟的环节。据调查统计，果树一年的生长期内要喷施农药8～16次之多，喷洒农药后有50%～70%的农药降落在土壤和周围环境中，造成严重的污染。其次，农药过量使用，会导致作物的大面积中毒，甚至造成全面减产。
提高农药的有效利用率,减少农药对环境的污染，是现代农业工程技术发展的一个重要目标，研发变量喷雾施药机是实现这一目标的重要手段。在变量喷雾施药机的研发过程中，变量喷雾测试台有着至关重要的作用，利用变量喷雾测试台进行前期的测试工作，优化喷雾机的设计，为后续的研发过程提供理论依据和参数保证。当前的变量喷雾测试台结构简单，传感器种类和数量较少，控制***简单，数据不能高密度存储和传送，自动化智能化程度较低。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种喷雾控制综合试验台，采用速度传感器、流量传感器、压力传感器同时检测，由信号采集***采集传感器的信息进行存储并传送，由喷雾控制***并可以根据传感器信号调节电磁阀和电动球阀，实现喷头分布可调和药液回收测量装置的自动化，综合整体提高测试台的测试精度，便于变量喷雾施药机的研发，从而提高农药的利用率，减少化学农药对人和牲畜的危害，降低农药对环境的污染。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种喷雾控制综合试验台，试验台上设置有药液箱11，药液箱11通过进药管道17接喷射泵19的入口，喷射泵19接交流电机21，喷射泵19的出口通过主管道14接回流管道8和喷药管道2，回流管道8接至药液箱11，喷药管道2接排成一排的喷头组32，喷头组32下方对应V型槽板33，V型槽板33下方对应旋转轴37，旋转轴37上设置有一排上量杯34以及一排下量杯38，上量杯34与下量杯38的轴线均与旋转轴37垂直。
所述主管道14上设置第一压力传感器12，回流管道8上设置电动球阀9和第一流量传感器10，喷药管道2上设置第二压力传感器4和第二流量传感器6，试验台上还设置有测速轮24，测速轮24通过变速齿轮组26接直流电机27，测速轮24一侧设置霍尔传感器25，另一侧通过联轴器23接编码器22，喷药管道2通过喷药总管30接喷药管组41，喷药管组41接喷头组32，喷药管组41上设置压力传感器组40、电磁阀组42以及节流阀组43，所述电动球阀9、第一压力传感器12、第一流量传感器10、第二压力传感器4、第二流量传感器6、霍尔传感器25、编码器22以及压力传感器组40所采集信号输入至试验台上的采集装置控制中心5。
所述采集装置控制中心5接上位机7。
所述采集装置控制中心5包括主单片机和辅助单片机，辅助单片机接第一流量传感器10、第二流量传感器6以及压力传感器组40；主单片机接电动球阀9、第一压力传感器12、第二压力传感器4、霍尔传感器25、编码器22以及输入输出设备；主单片机与上位机7之间通过计算机串口通信模块通信，主单片机与辅助单片机之间通过单片机串口通信模块通信。
还包括设置于试验台上的喷雾控制***3，喷雾控制***3包括一个核心控制器，该核心控制器的输入端接编码器22、霍尔传感器25、第二流量传感器6和第二压力传感器4，喷雾控制***3的输出端通过电磁阀组驱动接电磁阀组42，喷雾控制***3的输出端还通过电动球阀驱动接电动球阀9，核心控制器可以是单片机等。
所述喷药管组41通过横向旋紧螺帽45固定在横向长孔刻度尺44上，横向长孔刻度尺44通过竖向旋紧螺帽31固定在竖向长孔刻度尺29上，竖向长孔刻度尺29固定于试验台上。
所述试验台下方有行走轮20。
所述进药管道17上设置过滤器15，所述主管道14上设置溢流阀16。
所述旋转轴37接步进电机35。
所述试验台分为上工作平台1和下工作平台18，所述喷雾控制***3、采集装置控制中心5、上位机7、药液箱11以及竖向支架39均设置于上工作平台1上；喷射泵19、交流电机21、测速轮24和直流电机27均设置于下工作平台18上。
本发明与现有技术相比，由于设有一套速度变化检测装置，并且在管道上安装有压力传感器和流量传感器，喷雾控制***可以根据作业速度、进药管道的流量和压力的变化来调节电动球阀的开度和电磁阀的启闭实现变量喷雾，试验台上安装的信号采集装置分别采集安装在喷头处的压力传感器的压力、安装在主管道上的压力传感器的压力、安装在回流管道上的电动球阀的开度和速度变化检测装置上的霍尔传感器或编码器的信号，并进行处理后传送至上位机，进行综合分析，并且可以通过喷头分布调节装置实现喷头的横向和竖向的位置变化，用V型槽板和量杯对喷雾进行收集，以获取不同喷头分布的药液地表沉积分布，来实现测试药液的变量喷施、均匀连续喷施，提高农药的利用率，降低果园的管理成本，减少化学农药对环境的污染。
附图说明
图1为本发明的示意图左视图。
图2为本发明的示意图正视图。
图3为本发明喷雾控制***原理图。
图4为本发明信号采集***原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，为本发明变量喷雾测试台的一种具体结构，包括上工作平台1、下工作平台18、行走轮20以及扶手13，上下工作平台之间由竖向支架39连接固定，竖向支架39向上伸出上工作平台1，顶端以横向支架46连接固定。
在上工作平台1上设置有喷雾装置，喷雾装置包括药液箱11，药液箱11通过进药管道17与喷射泵19连接，在进药管道17上安装过滤器15，喷射泵19与主管道14之间连接有溢流阀16，主管道14设置第一压力传感器12构成分路，一路连接喷药管道2，一路连接回流管道8，回流管道8的另一端与药液箱11相连，在回流管道8和药液箱11之间安装有第一流量传感器10和电动球阀9，喷药管道2的另一端通过喷药总管30接喷药管组41，喷药管组41接喷头组32，在喷药管道2上安装有第二流量传感器6和第二压力传感器4，喷药管组41上安装有压力传感器组40，以此来实时监控管路中的药液的压力情况，并根据数据分析各个管道的压力损失情况。
在下工作平台18上安装有速度变化检测装置，通过直流电机控制器28控制直流电机27改变测速轮24的速度变化，并有编码器22或霍尔传感器25检测速度的数值变化,将数据传送至采集装置控制中心5和喷雾控制***3，传至采集装置控制中心5的数据最终传至上位机7与药液回收数据进行综合分析，传至喷雾控制***3的数据将和其他信号一起控制电磁阀组42和电动球阀9。
如图2所示，喷头组32安装在喷药管组41上，喷药管组41通过横向旋紧螺帽45固定在横向从长孔刻度尺44上，在试验时调节喷药管组41各个喷药管之间的距离，实现喷头组32的横向不同间距分布，喷头组32下方对应V型槽板33。横向长孔刻度尺44通过竖向旋紧螺帽31固定在竖向长孔刻度尺29上，试验时，可以调节横向长孔刻度尺44在竖向长孔刻度尺29上的位置，实现喷头组32的竖直方向的不同间距分布。
在测试台前端连接上工作平台1和下工作平台18的竖向支架39上安装旋转轴37，旋转轴37位于V型槽板33的下方，利用步进电机35驱动旋转轴37的转动，旋转轴37上设置一排共计24个上量杯34，以及一排共计24个下量杯38，上量杯34与下量杯38的轴线均与旋转轴37垂直。当喷头组32将药液喷出时，将滴落在V型槽板33上，药液顺着V型槽流入各个量杯，记录量杯的数据，可分析喷头组32在不同水平竖直分布时，药液的地表沉积分布。在记录完数据后，通过步进电机控制开关36驱动步进电机35旋转180度，将上量杯34中的液体倒出并控干，启用下量杯38进行试验，上下量杯交替使用。
本发明喷雾控制***，能实时获取、显示并长期存储编码器22或霍尔传感器25、电动球阀9、压力传感器4和流量传感器6的信息来控制电动球阀9和电磁阀组42，实现变量喷雾。
如图3所示，为本发明的喷雾控制***原理。编码器22或霍尔传感器25采集的速度信号、各流量传感器采集的流量信号等、各压力传感器采集的压力信号以及作业信息输入核心控制器，核心控制器应连接有存储模块、电源等基本设备，核心控制器根据接收的各种信号，综合处理，通过输出控制电动球阀9或电磁阀组42的启闭工作，实现变量喷雾。
本发明还可以包括信号采集***，信号采集***包括安装于上工作平台上的采集装置控制中心5和与之相连的编码器22、霍尔传感器25、第一压力传感器12、电动球阀9、第二压力传感器4以及压力传感器组40组成。编码器22或霍尔传感器25将速度信号传送到采集装置控制中心5，第一压力传感器12、第二压力传感器4和压力传感器组40将压力信号传送至采集装置控制中心5，电动球阀9将开度信号传送至采集装置控制中心5，与速度信号和压力信号一起被存储显示并最终被传至上位机进行分析。
如图4所示为本发明的信号采集***原理图。采集***控制中心由两组单片机（主单片机和辅助单片机）、键盘、显示器和串行通信模块组成。其中，第一流量传感器10和第二流量传感器6将流量信号、压力传感器组40将压力信号传至辅助单片机显示并最终通过串行通信模块传送至上位机，霍尔传感器25或编码器22将速度信号送至主单片机，电动球阀9将开度信号传至主单片机，第一压力传感器12和第二压力传感器4将压力信号传送至主单片机，这些信号将被显示并最终被通信模块传送至上位机。
本发明的工作过程如下：首先根据试验的需要分别调节喷药管组41在横向长孔刻度尺44上的分布位置，并进行旋紧固定，再调节横向长孔刻度尺44在竖向长孔刻度尺29上的位置，并进行旋紧固定。打开直流电机控制器28给予直流电机27一定速度，打开交流电机21启动喷射泵19，接着启动喷雾控制装置，记录上量杯34的数据并输入上位机7进行存储和分析。在试验完成药液的收集和记录上量杯34的数据后，启动步进电机开关36控制步进电机35旋转180度，倾倒上量杯34的药液并控干，启用下量杯38进行多次试验，修改直流电机控制器28参数给予直流电机27一个按照某种规律变化的速度，启动信号采集***，喷雾控制装置运行不同的控制程序，通过信号采集装置分析试验效果，进行对比分析。
Claims (8)
1.一种喷雾控制综合试验台，试验台上设置有药液箱（11），药液箱（11）通过进药管道（17）接喷射泵（19）的入口，喷射泵（19）接交流电机（21），喷射泵（19）的出口通过主管道（14）接回流管道（8）和喷药管道（2），回流管道（8）接至药液箱（11），喷药管道（2）接排成一排的喷头组（32），喷头组（32）下方对应V型槽板（33），V型槽板（33）下方对应旋转轴（37），旋转轴（37）上设置有一排上量杯（34）以及一排下量杯（38），上量杯（34）与下量杯（38）的轴线均与旋转轴（37）垂直；
其特征在于，所述主管道（14）上设置第一压力传感器（12），回流管道（8）上设置电动球阀（9）和第一流量传感器（10），喷药管道（2）上设置第二压力传感器（4）和第二流量传感器（6），试验台上还设置有测速轮（24），测速轮（24）通过变速齿轮组（26）接直流电机（27），测速轮（24）一侧设置霍尔传感器（25），另一侧通过联轴器（23）接编码器（22），喷药管道（2）通过喷药总管（30）接喷药管组（41），喷药管组（41）接喷头组（32），喷药管组（41）上设置压力传感器组（40）、电磁阀组（42）以及节流阀组（43），所述电动球阀（9）、第一压力传感器（12）、第一流量传感器（10）、第二压力传感器（4）、第二流量传感器（6）、霍尔传感器（25）、编码器（22）以及压力传感器组（40）所采集信号输入至试验台上的采集装置控制中心（5），所述旋转轴（37）接步进电机（35）。
2.根据权利要求1所述的喷雾控制综合试验台，其特征在于，所述采集装置控制中心（5）接上位机（7）。
3.根据权利要求1所述的喷雾控制综合试验台，其特征在于，所述采集装置控制中心（5）包括主单片机和辅助单片机，辅助单片机接第一流量传感器（10）、第二流量传感器（6）以及压力传感器组（40）；主单片机接电动球阀（9）、第一压力传感器（12）、第二压力传感器（4）、霍尔传感器（25）、编码器（22）以及输入输出设备；主单片机与上位机（7）之间通过计算机串口通信模块通信，主单片机与辅助单片机之间通过单片机串口通信模块通信。
4.根据权利要求1所述的喷雾控制综合试验台，其特征在于，还包括设置于试验台上的喷雾控制***（3），喷雾控制***（3）包括一个核心控制器，该核心控制器的输入端接编码器（22）、霍尔传感器（25）、第二流量传感器（6）和第二压力传感器（4），喷雾控制***（3）的输出端通过电磁阀组驱动接电磁阀组（42），喷雾控制***（3）的输出端还通过电动球阀驱动接电动球阀（9）。
5.根据权利要求1所述的喷雾控制综合试验台，其特征在于，所述喷药管组（41）通过横向旋紧螺帽（45）固定在横向长孔刻度尺（44）上，横向长孔刻度尺（44）通过竖向旋紧螺帽（31）固定在竖向长孔刻度尺（29）上，竖向长孔刻度尺（29）固定于试验台上。
6.根据权利要求1所述的喷雾控制综合试验台，其特征在于，所述试验台下方有行走轮（20）。
7.根据权利要求1所述的喷雾控制综合试验台，其特征在于，所述进药管道（17）上设置过滤器（15），所述主管道（14）上设置溢流阀（16）。
8.根据权利要求1所述的喷雾控制综合试验台，其特征在于，所述试验台分为上工作平台（1）和下工作平台（18），所述喷雾控制***（3）、采集装置控制中心（5）、上位机（7）、药液箱（11）以及竖向支架（39）均设置于上工作平台（1）上；喷射泵（19）、交流电机（21）、测速轮（24）和直流电机（27）均设置于下工作平台（18）上。
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| 坎杂等.PZS-4型喷雾机械综合试验台.《农村机械化》.1998,(第1期),全文. |
| 坎杂等.PZS-4型喷雾机械综合试验台的设计研究.《石河子大学学报（自然科学版）》.1997,第1卷(第1期),对比文件1第64页第4-6行及附图. * |
| 坎杂等.PZS-4型喷雾机械综合试验台的设计研究.《石河子大学学报(自然科学版)》.1997,第1卷(第1期),第64页第4-6行及附图. * |
| 张红霞.喷雾综合试验台的设计及喷头性能测试方法的研究.《黑龙江八一农垦大学硕士学位论文》.2006,第9页倒数1-2行，第10页第1-3行. |
| 张红霞等.喷雾机械综合试验台的设计.《农机化研究》.2006,(第7期),全文. |
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| CN102652510A (zh) | 2012-09-05 |
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