一種分段式農(nóng)藥噴霧量分布均勻性測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)控制的測(cè)試裝置，尤其是一種分段式農(nóng)藥噴霧量分布均勻 性測(cè)試系統(tǒng)，同時(shí)還涉及使用該系統(tǒng)的測(cè)試方法，屬于農(nóng)業(yè)測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 據(jù)申請(qǐng)人了解，我國(guó)農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)草害年發(fā)生面積在4億公頃次以上，年使用制劑農(nóng)藥 超過(guò)150萬(wàn)噸。但施藥技術(shù)與裝備落后，農(nóng)藥有效利用率僅為30%左右，其余大量農(nóng)藥流失到 土壤、水體、空氣中，或是殘留在農(nóng)產(chǎn)品中，嚴(yán)重影響環(huán)境安全、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，以及國(guó)民 身體健康。
[0003] 農(nóng)藥噴霧量分布均勻性是決定農(nóng)藥有效利用率的關(guān)鍵因素之一，也是評(píng)價(jià)施藥技 術(shù)裝備對(duì)環(huán)境污染、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全影響程度的主要依據(jù)。迄今為止，農(nóng)藥噴霧量分布均勻 性測(cè)試方法為:通過(guò)固定式集霧槽采集藥液霧滴，再通過(guò)量杯人工逐一稱(chēng)量每個(gè)測(cè)試截面 單位時(shí)間內(nèi)的噴霧量。此類(lèi)方法不僅測(cè)試效率低，而且測(cè)量誤差大、測(cè)試精度難以保證。具 體而言，對(duì)噴霧量分布特性的測(cè)定需要對(duì)噴槍全射程(或噴桿全噴幅)的霧量分布參數(shù)進(jìn)行 同步采集，所需測(cè)試系統(tǒng)的固定式集霧槽的長(zhǎng)度(測(cè)量范圍）需大于噴槍最遠(yuǎn)射程(或噴桿 最大噴幅），通常需要20m~30m才能滿(mǎn)足遠(yuǎn)程噴槍和大型噴桿噴霧機(jī)的測(cè)試要求，不僅占地 面積大，并且對(duì)集霧槽的維護(hù)、校準(zhǔn)工作也十分復(fù)雜。此外，現(xiàn)有對(duì)霧量分布特性的測(cè)試采 用直接測(cè)量相同時(shí)間內(nèi)集霧槽各流道所采集的霧滴質(zhì)量或體積的方法，即在被測(cè)噴射部件 噴霧一定時(shí)間并停止后，借助天平或量筒依次對(duì)集霧槽各流道所采集的霧滴質(zhì)量或體積進(jìn) 行人工測(cè)量，或采用橋梁式稱(chēng)重傳感器進(jìn)行測(cè)量，不僅自動(dòng)化程度低，測(cè)量精度也難以保 證，測(cè)量的穩(wěn)定性、可靠性及精準(zhǔn)度均較差，并且經(jīng)常需要對(duì)其逐一的進(jìn)行法碼較準(zhǔn)，大大 增加了測(cè)試系統(tǒng)的調(diào)試、維護(hù)難度，降低了測(cè)試效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于:針對(duì)上述技術(shù)存在的問(wèn)題，提出一種測(cè)試效率和測(cè)試精度均 顯著提高，并且結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)校準(zhǔn)方便的分段式農(nóng)藥噴霧量分布均勻性測(cè)試系統(tǒng)，同時(shí)給 出相應(yīng)的測(cè)試方法，從而為評(píng)價(jià)植保機(jī)械對(duì)環(huán)境污染及對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的影響提供更為 科學(xué)的測(cè)試手段。
[0005]為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明的分段式農(nóng)藥噴霧量分布均勻性測(cè)試系統(tǒng)的基本技術(shù) 方案為:包括底部具有伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向輪的集霧裝置，所述集霧裝置含有沿導(dǎo)向方向排 列的一組漏斗底的集霧槽，所述漏斗底的最低處安置集霧試管;所述集霧試管的底部具有 電磁閥，且下部安裝觸發(fā)傳感器、預(yù)定高度安裝液位傳感器;所述觸發(fā)傳感器和液位傳感器 的信號(hào)輸出端接控制計(jì)算機(jī)的采集信號(hào)輸入端，所述控制計(jì)算機(jī)的相應(yīng)控制輸出端分別接 伺服電機(jī)和電磁閥的受控端。
[0006]采用上述系統(tǒng)的測(cè)試時(shí)，控制計(jì)算機(jī)按如下基本步驟運(yùn)行： 第一步、控制伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向輪，帶動(dòng)集霧裝置到達(dá)預(yù)定測(cè)試工位； 第二步、控制關(guān)閉各電磁閥； 第三步、當(dāng)接收觸發(fā)傳感器感受到液霧時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)； 第四步、當(dāng)接收到液位傳感器的液位信號(hào)時(shí)，記錄相應(yīng)集霧槽的計(jì)時(shí)時(shí)間，并判斷是否 為最后一個(gè)液位傳感器;如否，則繼續(xù)接收記錄;如是，則記錄后進(jìn)行下一步； 第五步、控制打開(kāi)各電磁閥，并判斷是否完成預(yù)定噴霧區(qū)域的測(cè)試;如否，則控制伺服 電機(jī)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向輪，帶動(dòng)集霧裝置到達(dá)下一預(yù)定測(cè)試工位，重復(fù)以上第二步至第四步;如是， 則進(jìn)行下一步； 第六步、停止測(cè)試，輸出測(cè)試結(jié)果。
[0007] 可以看出，采用本發(fā)明后，可以對(duì)噴槍射程(或噴桿噴幅)方向的霧量分布參數(shù)進(jìn) 行分段采集后匯總處理，因此集霧槽的長(zhǎng)度可以明顯縮短，能滿(mǎn)足射程(或噴幅)不同各種 噴射部件的測(cè)試需要。并且本發(fā)明采用測(cè)定各集霧試管積聚相同體積霧滴的時(shí)間測(cè)試霧量 分布特性，借助計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)定記錄相應(yīng)的時(shí)間量，從而獲取霧量分布曲線(xiàn)等測(cè)試結(jié)果，不 僅實(shí)現(xiàn)了在各采樣區(qū)間的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)測(cè)量，并且只要保證觸發(fā)傳感器與液位傳感器的相對(duì)位 置精度，即可有效控制測(cè)試誤差，因此調(diào)試、校準(zhǔn)、維護(hù)均十分方便，從而在大大提高效率的 同時(shí)，切實(shí)保證了測(cè)試精度。
[0008] 進(jìn)一步，所述導(dǎo)向輪位于導(dǎo)軌上，所述導(dǎo)軌間隔分布有與預(yù)定分段相應(yīng)的感應(yīng)片， 所述集霧裝置上裝有信號(hào)輸出端接控制計(jì)算機(jī)相應(yīng)信號(hào)輸入端的接近開(kāi)關(guān)。
[0009] 再進(jìn)一步，所述觸發(fā)傳感器、液位傳感器及接近開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸出端通過(guò)安置在集 霧裝置上的無(wú)線(xiàn)收發(fā)器和位于控制側(cè)的無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置與控制計(jì)算機(jī)的采集信號(hào)輸入端連 接，所述控制計(jì)算機(jī)的控制輸出端通過(guò)所述無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置和無(wú)線(xiàn)收發(fā)器分別接伺服電機(jī)和 各電磁閥的受控端。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0011] 圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012] 圖2為圖1的俯視圖。
[0013] 圖3為圖1的側(cè)視圖。
[0014]圖4為圖1實(shí)施例一次測(cè)試得到的霧滴分布分析圖表。
【具體實(shí)施方式】 [0015] 實(shí)施例一 本實(shí)施例的分段式農(nóng)藥噴霧量分布均勻性測(cè)試系統(tǒng)如圖1至圖3所示，集霧裝置支撐在 底部位于組裝式導(dǎo)軌7上的主動(dòng)導(dǎo)向輪13和從動(dòng)導(dǎo)向輪11上，各導(dǎo)向輪通過(guò)支架10連接。其 中的主動(dòng)導(dǎo)向輪13與安置在集霧裝置下部的伺服電機(jī)8通過(guò)傘齒輪副構(gòu)成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)14傳 動(dòng)聯(lián)接。組裝式導(dǎo)軌7每隔lm安裝有一個(gè)接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)金屬片4,集霧裝置上裝有接近開(kāi)關(guān) 12,充電電池5用于供電。集霧裝置的上部沿導(dǎo)向方向排列一組十個(gè)弧形漏斗底的集霧槽1 (長(zhǎng)X寬100 cmX 10cm)，漏斗底的最低處安置集霧試管2。集霧試管2的底部具有電磁閥3， 且集霧試管2的下部安裝觸發(fā)傳感器6'，預(yù)定高度安裝液位傳感器6。觸發(fā)傳感器6'與集霧 試管2的底端具有適當(dāng)距離(該距離可根據(jù)集霧試管內(nèi)徑以及被測(cè)噴射部件的噴霧狀況通 過(guò)試驗(yàn)確定）。因?yàn)檎麄€(gè)測(cè)試過(guò)程被測(cè)噴射部件一直處于噴霧狀態(tài)，當(dāng)測(cè)試系統(tǒng)在一個(gè)工位 開(kāi)始測(cè)試時(shí)，集霧試管中難免有殘液。將觸發(fā)傳感器安置在集霧試管的下部使得收集到的 藥液到達(dá)觸發(fā)傳感器后才開(kāi)始計(jì)時(shí)，直至藥液到達(dá)上部的液位傳感器停止計(jì)時(shí)，從而避免 藥液殘留造成的測(cè)量誤差一一這是確保本實(shí)施例測(cè)試系統(tǒng)可在多個(gè)工位連續(xù)測(cè)試、無(wú)需讓 噴霧機(jī)停止噴霧的關(guān)鍵緣由之一。
[0016] 觸發(fā)傳感器6'和液位傳感器6的信號(hào)輸出端以及接近開(kāi)關(guān)12的信號(hào)輸出端通過(guò)安 置在集霧裝置上無(wú)線(xiàn)收發(fā)器16和位于控制側(cè)的無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置17接控制計(jì)算機(jī)15的采集信 號(hào)輸入端，該控制計(jì)算機(jī)15的相應(yīng)控制輸出端則通過(guò)無(wú)線(xiàn)收發(fā)裝置17和無(wú)線(xiàn)收發(fā)器16分別 接伺服電機(jī)8和各電磁閥3的受控端。
[0017] 測(cè)試時(shí)，控制計(jì)算機(jī)15的主要運(yùn)行步驟為： 第一步、控制伺服電機(jī)8驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向輪13,帶動(dòng)集霧裝置沿導(dǎo)軌到達(dá)被測(cè)噴射部件附近的 預(yù)定測(cè)試工位； 第二步、控制關(guān)閉各電磁閥3,使其開(kāi)始接收被測(cè)噴射部件噴灑的液霧； 第三步、當(dāng)接收觸發(fā)傳感器6 '感受到液霧時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)； 第四步、當(dāng)接收到某一液位傳感器6的液位信號(hào)時(shí)，記錄相應(yīng)集霧槽2的計(jì)時(shí)時(shí)間，并判 斷是否為最后一個(gè)（即第十個(gè)接收到的）液位傳感器;如否，則繼續(xù)接收記錄;如是，則記錄 后進(jìn)行下一步； 第五步、控制打開(kāi)各電磁閥3,并判斷是否完成預(yù)定噴霧區(qū)域的測(cè)試，即判斷是否位于 最后一個(gè)測(cè)試工位;如否，則控制伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向輪，帶動(dòng)集霧裝置到達(dá)下一預(yù)定測(cè)試工 位，重復(fù)以上第二步至第四步;如是，則進(jìn)行下一步； 第六步、停止測(cè)試，輸出測(cè)試結(jié)果。
[0018] 采用本發(fā)明后，可以對(duì)噴槍射程(或噴桿噴幅)方向的霧量分布參數(shù)進(jìn)行分段采集 后匯總處理，因此集霧槽的長(zhǎng)度可以明顯縮短，能滿(mǎn)足射程(或噴幅)不同各種噴射部件的 測(cè)試需要。并且本發(fā)明采用測(cè)定各集霧試管積聚相同體積霧滴的時(shí)間測(cè)試霧量分布特性， 借助計(jì)算機(jī)自動(dòng)測(cè)定記錄相應(yīng)的時(shí)間量，從而獲取霧量分布曲線(xiàn)等測(cè)試結(jié)果，不僅實(shí)現(xiàn)了 在各采樣區(qū)間的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)測(cè)量，并且只要保證觸發(fā)傳感器與液位傳感器的相對(duì)位置精度， 即可有效控制測(cè)試誤差，因此調(diào)試、校準(zhǔn)、維護(hù)均十分方便，從而在大大提高效率的同時(shí)，切 實(shí)保證了測(cè)試精度。
[0019] 具體而言，測(cè)試操作時(shí)，測(cè)試操作人員通