基于或囊括電動泵轉速調節(jié)的精確變量噴霧試驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及精準農業(yè)機械技術領域，尤其涉及一種基于或囊括電動栗轉速調節(jié)的精確變量噴霧試驗裝置。
【背景技術】
[0002]目前，精準變量噴施技術成為農田施藥技術的重點發(fā)展方向，是國內外精確農業(yè)領域的研究熱點，精準變量噴施技術主要的控制方式有:壓力調節(jié)式、直注濃度調節(jié)式和流量調節(jié)式三種。其中，壓力調節(jié)的控制方式采用往復式隔膜栗作為供液裝置，通過控制電磁閥的開啟程度，調節(jié)出口管路壓力，達到間接調節(jié)流量的目的，此種控制方式的成本較低，但由于電磁閥開關的響應時間較長，不能較好滿足田間作業(yè)狀態(tài)下，噴霧量根據作業(yè)速度實時變化的要求;直注濃度調節(jié)式是將藥劑與溶劑分離放置，通過各自液栗栗出在管路混合后到達噴頭，通過改變藥劑的栗出量改變混合后藥液的濃度實現變量噴霧，此方式能夠有效避免藥液對藥液箱的腐蝕，但存在藥液與容積混合不均、變量噴霧響應時間長的問題；流量調節(jié)式變量噴霧系統(tǒng)是通過改變噴頭電磁閥的信號頻率和占空比來調節(jié)噴頭的實際噴霧流量，其流量調節(jié)范圍大、霧化特性一致性好，但存在一定脈動，影響霧化效果和噴量穩(wěn)定性，且需要在每個噴頭安裝高頻電磁閥，使得變量噴霧系統(tǒng)的成本大大提高，限制此種變量噴霧系統(tǒng)的實際應用。
綜上所述，現有的變量噴霧技術存在響應時間長、藥液混合不均、霧化效果一致性差、成本高等問題，影響變量噴霧技術在實際生產中的推廣應用。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明目的是提供一種基于或囊括電動栗轉速調節(jié)的精準變量噴霧試驗裝置，能夠有效降低變量噴霧裝置的成本，提高變量噴霧作業(yè)質量，推動精準變量噴霧在實際生產中的應用。
[0004]本發(fā)明的目的是采用以下技術方案實現的:
一種基于或囊括電動栗轉速調節(jié)的精確變量噴霧試驗裝置，包括噴霧參數采集裝置、作業(yè)速度模擬裝置、噴霧結構、顯示裝置和控制器;作業(yè)速度模擬裝置用于模擬噴藥機組作業(yè)速度并采集作業(yè)速度信號，包括速度傳感器;噴霧結構包括依次連接的藥液箱、電動栗、壓力罐和輸藥管，輸藥管上設有一個以上噴頭;噴霧參數采集裝置包括設置在壓力罐入口處的流量傳感器和安裝在壓力罐上的壓力傳感器；顯示裝置用于輸入控制電動栗轉速的P麗值的頻率和占空比，并顯示作業(yè)速度、畝噴量、流量和壓力；控制器連接顯示裝置、流量傳感器、壓力傳感器和速度傳感器，采集記錄流量傳感器、壓力傳感器、速度傳感器的信號，并計算確定PWM值的占空比及頻率與流量關系、根據PffM值的頻率及占空比確定流量調節(jié)范圍、計算確定PWM值與霧滴直徑、霧錐角及噴霧量的關系和計算確定實時噴量與理論噴量之間關系。
[0005]進一步地，作業(yè)速度模擬裝置包括電機、與電機連接的齒輪和與齒輪連接的速度傳感器。
[0006]進一步地，控制器為單片機，單片機輸入端連接A/D轉換電路及電源電路，單片機輸出端連接用于控制電動栗的PWM驅動電路和與顯示裝置連接的通訊電路，A/D轉換電路連接到壓力傳感器、速度傳感器及流量傳感器。
[0007]進一步地，電動栗為一個以上并聯的電動隔膜栗。
[0008]進一步地，顯示裝置為觸控輸入顯示裝置。
[0009]進一步地，其還包括有工作平臺，藥液箱、電動栗、壓力罐及顯示裝置均通過螺栓固定在工作平臺上部，電機、速度傳感器和控制器均通過螺栓固定在工作平臺下部。
[0010]進一步地，工作平臺由型鋼焊接而成。
[0011]本發(fā)明工作原理:
通過將設定的噴量與采集的速度信號擬合，調節(jié)PWM信號的頻率和占空比控制電動栗的轉速變化，實現精準變量噴霧。通過觸控顯示終端設置不同的PWM信號的頻率和占空比，噴霧參數采集裝置監(jiān)測系統(tǒng)的流量和壓力，得到PWM信號與噴霧流量的規(guī)律特性，得到在額定工作范圍內，PWM值的極限調節(jié)范圍;記錄PWM值改變時間與流量改變的時間差，得到噴霧系統(tǒng)的瞬態(tài)響應時間；記錄PWM值的變化對噴霧量分布、噴霧角、霧滴直徑的影響;噴霧參數采集裝置設置電機的轉速，使用速度傳感器采集速度信號，并將信號值傳送至控制器，實現基于速度的精準變量噴霧;本試驗裝置可與其他試驗裝置配合，測量霧錐角、霧滴直徑、噴霧量分布等參數。
[0012]本發(fā)明的有益效果:
1.本發(fā)明結構緊湊，通用性好，能夠進行精準變量噴霧的基礎實驗，為精準變量噴霧的大田推廣打下基礎。
[0013]2.作業(yè)速度模擬裝置能夠模擬機組作業(yè)速度，速度傳感器實時準確采集速度信號，并能夠檢驗速度采集的準確性。
[0014]3.顯示裝置為觸控輸入顯示裝置，能夠可以實現人機交互，可以實時顯示速度、噴霧流量和壓力，并能夠通過人機交互界面快速設置畝噴量、速度電機轉速、PWM值的頻率和占空比等參數，具有操作簡單，工作參數更改方便的優(yōu)點。
[0015]4.本發(fā)明可與其他試驗裝置配合測量噴霧分布、霧滴直徑、霧錐角等參數。
[0016]5.本發(fā)明的變量噴霧試驗裝置具有流量傳感器，能夠實時采集噴霧流量，實現變量噴霧的閉環(huán)控制。
[0017]6.本發(fā)明的變量噴霧控制器能夠按照相同時間間隔采集噴霧的流量和壓力，并能夠將流量值和壓力值自動保存和導出，能夠記錄PWM值改變后系統(tǒng)的流量和壓力，得出噴霧流量與PWM值的數學關系式和變量噴霧的動態(tài)響應時間，為基于電動栗的車載變量噴霧的大田應用和推廣提供理論基礎。
[0018]7.通過本發(fā)明的變量噴霧試驗裝置能夠進行正交試驗，得出影響噴霧質量的影響因素，并得出各影響因素的最優(yōu)化組合。
[0019]8.本發(fā)明的變量噴霧試驗裝置具有壓力傳感器，能夠實時采集噴霧壓力，能夠得到在額定工作壓力范圍內，PWM值的極限調節(jié)范圍。
[0020]9.通過本發(fā)明的變量噴霧試驗裝置探索的規(guī)律和得出的結論，能夠應用于以電動栗為主要壓力部件的大田變量噴霧作業(yè)機械，且能夠對本系統(tǒng)機型簡化，降低變量噴霧系統(tǒng)的成本，提高變量噴霧系統(tǒng)的實用性，加快變量噴霧在實際生產中的推廣應用，降低農藥投入量和環(huán)境污染，取得良好的經濟、社會、環(huán)境效益。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本發(fā)明的精確變量噴霧試驗裝置結構示意圖；
圖2為本發(fā)明控制器的原理框圖；
圖中，I藥液箱;2電動栗;3流量傳感器;4壓力傳感器;5壓力罐;6輸藥管;7噴頭;8工作平臺；9顯示裝置;10控制器;11齒輪;12速度傳感器;13電機。
【具體實施方式】
[0022]為了便于本領域人員更好的理解本發(fā)明，下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明，下述僅是示例性的不限定本發(fā)明的保護范圍。
[0023]—種基于或囊括電動栗轉速調節(jié)的精確變量噴霧試驗裝置，包括噴霧參數采集裝置、作業(yè)速度模擬裝置、噴霧結構、顯示裝置9和控制器10;作業(yè)速度模擬裝置用于模擬噴藥機組作業(yè)速度并采集作業(yè)速度信號，包括電機13、與