CN102494906A - 一种风送喷雾测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风送喷雾测试装置，其包括：四维方位可调的四维移动装置，连接于所述四维移动装置上的喷头，与所述喷头相连接的压力可调的药液供给装置，位于所述喷头后方的风速可调的送风装置及分别与所述四维移动装置、药液供给装置及送风装置电连接的控制装置，所述控制装置分别用于控制所述喷头位置和角度，喷雾压力及风速的大小。本装置结构合理，操作方便，可精确调整风速大小、喷雾压力、喷头位置，能够测试不同条件下喷雾雾化特性，为精准施药研究提供平台支持。
Description
技术领域
本发明涉及一种风送喷雾测试装置，特别涉及一种能够精确调整风速大小、喷雾压力、喷头位置等因素的喷雾雾化特性测试装置。
背景技术
在现代农业生产中，化学防治农作物病虫害发挥着重要的作用。据联合国粮农组织统计，由于使用化学农药，全世界每年挽回20％～25％的农产品，价值1000多亿美元。大体是投入一份农药可收回相当于农药4～5倍价值的农产品。我国每年因各种病虫草害损失粮食约4000万吨，约占全国粮食总产量的8.8％。但近几年由于农药的大量使用、对环境、农副食品和农作物安全带来巨大威胁。精准施药是降低农药残留，减小农药对环境、农产品和农作物威胁的重要手段。
果园作物枝干高大、枝叶稠密丰厚的特点决定果园精准施药技术中，风送施药技术占有重要地位。风送施药具有射程远、穿透能力强等优势，但风力对喷雾雾化特性具有很大影响。研究风送喷雾雾化特性，为风送喷药机研发提供基础理论支持，具有重要意义。
风送喷雾雾化特性受多种因素影响，如风速大小、喷雾压力、喷雾方向、喷头类型等。为了研究各影响因素对雾化特性的影响规律，需要一种能够精确调整风速大小、喷雾压力、喷头位置等因素的喷雾雾化特性测试装置。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供一种风送喷雾测试装置，可以精确调整风速大小、喷雾压力、喷头位置，能够测试不同条件下喷雾雾化特性。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种风送喷雾测试装置，包括：
四维方位可调的四维移动装置，连接于所述四维移动装置上的喷头，与所述喷头相连接的压力可调的药液供给装置，位于所述喷头后方的风速可调的送风装置及分别与所述四维移动装置、药液供给装置及送风装置电连接的控制装置，所述控制装置分别用于控制所述喷头位置和角度，喷雾压力及风速的大小。
作为上述技术方案的优选，所述四维移动装置包括呈相交直角坐标系的X轴导轨、Y轴导轨、Z轴导轨及旋转轴T轴，所述X轴导轨、Y轴导轨、Z轴导轨分别设置有与其平行的X轴丝杠、Y轴丝杠、Z轴丝杠及分别位于其上的X轴滑块、Y轴滑块及Z轴滑块；所述Y轴导轨与所述X轴滑块固定，所述Z轴导轨与所述Y轴滑块固定，所述T轴通过T轴固定体与所述Z轴滑块固定，所述T轴固定体再连接到T轴旋转体后经固定杆连接到所述喷头；
所述X轴滑块、Y轴滑块、Z轴滑块、T轴旋转体分别与X轴步进电机、Y轴步进电机、Z轴步进电机、T轴步进电机连接并由步进电机驱动器驱动；
所述步进电机驱动器与所述控制装置电连接。
作为上述技术方案的优选，所述药液供给装置包括：用于盛放药液的气罐；向所述气罐内供气的气泵；位于所述气罐内部的压力传感器，其用于实时测量气罐内压力；连接于所述气罐的输气管道的电磁阀；调压控制器，其输入端及输出端分别与所述压力传感器及所述电磁阀电连接，用于实时读取所述压力传感器的测量值并控制电磁阀开闭；
所述调压控制器与所述控制装置电连接。
作为上述技术方案的优选，所述送风装置包括：风机，所述风机内具有三相异步电动机；与风机相连的风筒，所述风筒固定于所述喷头的后方；位于所述风筒内部的风速仪，所述风速仪用于测量风筒内风速大小；与所述风机相连的变频器，用于调节所述风机转速；
所述变频器与所述控制装置电连接。
作为上述技术方案的优选，所述控制装置与所述步进电机驱动器、所述调压控制器及所述变频器均为RS232串口通讯。
作为上述技术方案的优选，所述控制装置包括数据输入模块、喷头位置设置模块、喷雾压力设置模块及风速设置模块；所述数据输入模块用于测试数值的输入，所述测试数值包括喷头坐标、喷雾压力值及风速值；所述喷头位置设置模块、喷雾压力设置模块及风速设置模块分别用于控制所述步进电机驱动器、调压控制器及变频器。
(三)有益效果
上述技术方案所提供的风送喷雾测试装置中，其包括：四维方位可调的四维移动装置，连接于所述四维移动装置上的喷头，与所述喷头相连接的压力可调的药液供给装置，位于所述喷头后方的风速可调的送风装置及分别与所述四维移动装置、药液供给装置及送风装置电连接的控制装置，所述控制装置分别用于控制所述喷头位置和角度，喷雾压力及风速的大小。本装置结构合理，操作方便，可精确调整风速大小、喷雾压力、喷头位置，能够测试不同条件下喷雾雾化特性，为精准施药研究提供平台支持。
附图说明
图1为本发明实施例风送喷雾测试装置的组成示意图；
图2为本发明实施例风送喷雾测试装置的结构示意图；
图3为本发明实施例风送喷雾测试装置的四维移动装置结构示意图；
图4为本发明实施例风送喷雾测试装置的T轴旋转台结构示意图；
图5为本发明实施例风送喷雾测试装置的风机结构示意图；
其中，1：激光发射探头；2：喷头；3：固定杆；4：T轴旋转体；5：T轴步进电机；6：T轴固定体；7：Y轴丝杠；8：Y轴导轨；9：X轴滑块；10：X轴导轨；11：Y轴步进电机；12：Y轴滑块；13：Z轴导轨；14：Z轴滑块；15：Z轴丝杠；16：Z轴步进电机；17：激光接收探头；18：激光雾滴测量仪支架；19：风机支架；20：风机外壳；21：三相异步电动机；22：进风口；23：出风口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，为本实施例的风送喷雾测试装置的结构示意图，其包括：四维方位可调的四维移动装置，连接于四维移动装置上的喷头2，与喷头2相连接的压力可调的药液供给装置，位于喷头2后方的风速可调的送风装置及分别与四维移动装置、药液供给装置及送风装置电连接的控制装置，控制装置分别用于控制喷头2位置和角度，喷雾压力及风速的大小。
控制装置可以选择如计算机、单片机等，本实施例优选工业用计算机，控制装置内部设置有控制软件及预设程序。控制装置应用软件控制调压控制器、变频器和步进电机驱动器以控制喷雾压力、风速和喷头位置；激光雾滴测量仪，用于测量雾滴大小和雾滴速度等雾化特性参数。
结合图2至4中所示，四维移动装置包括呈相交直角坐标系的X轴导轨10、Y轴导轨8、Z轴导轨13及旋转轴T轴，X轴导轨10、Y轴导轨8、Z轴导轨13分别设置有与其平行的X轴丝杠、Y轴丝杠7、Z轴丝杠15及分别位于其上的X轴滑块9、Y轴滑块12及Z轴滑块14；Y轴导轨8与X轴滑块9固定，Z轴导轨13与Y轴滑块12固定，T轴通过T轴固定体6与Z轴滑块14固定，T轴固定体6再连接到T轴旋转体4后经固定杆3连接到喷头2；X轴滑块9、Y轴滑块12、Z轴滑块14、T轴旋转体4分别与X轴步进电机、Y轴步进电机11、Z轴步进电机16、T轴步进电机5连接并由步进电机驱动器驱动；步进电机驱动器与控制装置电连接。上述四维移动装置能够快速带动喷头2精确移动，并使喷头2精确处于某一确定角度。激光发射探头1和激光接收探头17固定在激光雾滴测量仪支架18上，用于检测探头3的喷雾参数。
药液供给装置包括：用于盛放药液的气罐，该气罐的上方为空气，底部为药液；向气罐内供气的气泵；位于气罐内部的压力传感器，其用于实时测量气罐内压力；连接于气罐的输气管道的电磁阀；调压控制器，其输入端及输出端分别与压力传感器及电磁阀电连接，用于实时读取压力传感器的测量值并控制电磁阀开闭，从而保证气罐内部的气压的恒定，从而保证喷雾压力的稳定；调压控制器与控制装置电连接。
送风装置包括：风机，风机内具有三相异步电动机21；与风机相连的风筒，风筒固定于喷头2的后方；位于风筒内部的风速仪，风速仪用于测量风筒内风速大小；与风机相连的变频器，用于调节风机转速；变频器与控制装置电连接。如图5所示，本发明实施例风送喷雾测试装置的风机结构示意图；该风机具体结构有：风机支架19，用于固定和支撑风机；风机外壳20；进风口22；出风口23；三相异步电动机21，用于驱动风机，该电动机转速可以通过调频的方式调节。
本实施例优选的控制装置与步进电机驱动器、调压控制器及变频器均为RS232串口通讯。同样的，也可通过并口通讯等方式传递信号。
控制装置包括数据输入模块、喷头位置设置模块、喷雾压力设置模块及风速设置模块；数据输入模块用于测试数值的输入，测试数值包括喷头坐标、喷雾压力值及风速值；喷头位置设置模块、喷雾压力设置模块及风速设置模块分别用于控制步进电机驱动器、调压控制器及变频器。
由于该风送喷雾测试装置具有上述结构，可以完成风送雾滴特性测试试验，该装置的具体实施过程如下：
工作时将药液灌入气罐内，打开气泵、调压控制器、变频器、激光雾滴测量仪和计算机电源，启动计算机控制软件；通过该软件设置喷头位置各项参数，如输入喷头目标x、y、z坐标和角度，调整喷头位置和角度，点击“定位”按钮后该软件通过RS232串口向步进电机驱动器发送控制指令，进而驱动四维移动台带动喷头到达指定位置和特定角度；通过计算机控制软件设置喷雾压力，通过输入喷雾压力设定值，并保持喷雾压力于该喷雾压力最小值之上，点击“启动”按钮后该软件通过RS232串口向调压控制器发送控制指令，该控制器通过开关电磁阀调节并是喷雾压力稳定与设定值上；通过计算机控制软件设置风速，通过输入风速大小值，调节风筒内风速大小，点击“启动”按钮后该软件通过RS232串口向变频器发送控制指令，使风机以特定转速运转，输出特定速度的风力；通过激光雾滴测量仪测量设定试验条件下雾滴大小和雾滴速度等雾滴特性参数。
由以上实施例可以看出，本发明实施例提供的风送喷雾测试装置中，其包括：四维方位可调的四维移动装置，连接于四维移动装置上的喷头2，与喷头2相连接的压力可调的药液供给装置，位于喷头2后方的风速可调的送风装置及分别与四维移动装置、药液供给装置及送风装置电连接的控制装置，控制装置分别用于控制喷头2位置和角度，喷雾压力及风速的大小。本装置结构合理，操作方便，可精确调整风速大小、喷雾压力、喷头2位置，能够测试不同条件下喷雾雾化特性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种风送喷雾测试装置，其特征在于，包括：
四维方位可调的四维移动装置，连接于所述四维移动装置上的喷头，与所述喷头相连接的压力可调的药液供给装置，位于所述喷头后方的风速可调的送风装置及分别与所述四维移动装置、药液供给装置及送风装置电连接的控制装置，所述控制装置分别用于控制所述喷头位置和角度，喷雾压力及风速的大小。
2.如权利要求1所述的风送喷雾测试装置，其特征在于，所述四维移动装置包括呈相交直角坐标系的X轴导轨、Y轴导轨、Z轴导轨及旋转轴T轴，所述X轴导轨、Y轴导轨、Z轴导轨分别设置有与其平行的X轴丝杠、Y轴丝杠、Z轴丝杠及分别位于其上的X轴滑块、Y轴滑块及Z轴滑块；所述Y轴导轨与所述X轴滑块固定，所述Z轴导轨与所述Y轴滑块固定，所述T轴通过T轴固定体与所述Z轴滑块固定，所述T轴固定体再连接到T轴旋转体后经固定杆连接到所述喷头；
所述X轴滑块、Y轴滑块、Z轴滑块、T轴旋转体分别与X轴步进电机、Y轴步进电机、Z轴步进电机、T轴步进电机连接并由步进电机驱动器驱动；
所述步进电机驱动器与所述控制装置电连接。
3.如权利要求2所述的风送喷雾测试装置，其特征在于，所述药液供给装置包括：用于盛放药液的气罐；向所述气罐内供气的气泵；位于所述气罐内部的压力传感器，其用于实时测量气罐内压力；连接于所述气罐的输气管道的电磁阀；调压控制器，其输入端及输出端分别与所述压力传感器及所述电磁阀电连接，用于实时读取所述压力传感器的测量值并控制电磁阀开闭以保持气罐内压力恒定；
所述调压控制器与所述控制装置电连接。
4.如权利要求3所述的风送喷雾测试装置，其特征在于，所述送风装置包括：风机，所述风机内具有三相异步电动机；与风机相连的风筒，所述风筒固定于所述喷头的后方；位于所述风筒内部的风速仪，所述风速仪用于测量风筒内风速大小；与所述风机相连的变频器，用于调节所述风机转速；
所述变频器与所述控制装置电连接。
5.如权利要求4所述的风送喷雾测试装置，其特征在于，所述控制装置与所述步进电机驱动器、所述调压控制器及所述变频器均为RS232串口通讯。
6.如权利要求5所述的风送喷雾测试装置，其特征在于，所述控制装置包括数据输入模块、喷头位置设置模块、喷雾压力设置模块及风速设置模块；所述数据输入模块用于测试数值的输入，所述测试数值包括喷头坐标、喷雾压力值及风速值；所述喷头位置设置模块、喷雾压力设置模块及风速设置模块分别用于控制所述步进电机驱动器、调压控制器及变频器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |