喷雾机喷头流量在线测量系统设计与试验

《喷雾机喷头流量在线测量系统设计与试验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、２０１３年１２月农机化研究第１２期喷雾机喷头流量在线测量系统设计与试验１１１２１１郭俊杰，翟长远，朱瑞祥，王秀，李为，徐莎（１．西北农林科技大学机械与电子工程学院，陕西杨凌　７１２１００；２．国家农业信息化工程技术研究中心，北京　１０００９７）摘要：为实现精确喷雾，需要对各类喷雾机喷雾性能进行测试并校准。为此，设计了一套喷雾机喷头流量在线测量系统，可同时测量喷雾机主管道压力值和６个喷头流量值。药液由自制转换接头引流至流量传感器，由药液收集槽收集，流量传感器输出信号经处理模块处理后上传至上位机界面显示。试验时，针对ＡＬＢＵＺ－ＡＴＲ８０型喷头进行流量测量。结果表明，当压力为

2、０．３～１．５ＭＰａ、流量为０．５３～１．２５Ｌ／ｍ时，最大相对误差为４．４０％；当压力为０．７ＭＰａ、流量为０．８３～０．９１Ｌ／ｍ时，最大相对误差为３．８８％。系统具有较高测量精度，操作方便，便于对各类喷雾机喷头流量进行测量与校准。关键词：喷雾机；喷头流量；在线测量中图分类号：S491；S126文献标识码：A文章编号：1003－188X（2013）12－0133－04间内经喷头流至量筒的药液体积，此方法耗时耗力，0引言且会由于人为原因造成测量误差。本文拟设计一套化学防治是目前对作物进行病虫草害防治的主果园喷雾机喷头流量在线测量系统，以实现快捷、方要方法，目前我国的施药

3、机械与施药技术均处于落后便地测量喷雾机各喷头流量，且可对喷雾机喷头进行［１－４］阶段。农药喷施过程中，超过７０％的农药被浪费批量测量。在周围环境中，２０％～３０％的药液可沉积在作物叶片1系统硬件设计上，而只有１％的农药可起到杀虫的作用，农药利用率极低，在造成周围环境污染的同时，导致了大量人畜喷雾机喷头流量在线测量系统的总体设计如图１［５－８］中毒事件的发生。根据国际劳动组织在１９９４年所示。“世界劳动报告”中估计，每年农药中毒人数达５００万，死亡人数４万，其中绝大多数发生在发展中国家。精准施药是降低农药残留，减小农药对环境、农产品［９－１２］和农作物威胁的重要手段。果园喷

4、雾机研发及其性能研究需要准确测量施药过程中的流量信息。史万苹、沈成杰和随顺涛等在［１３－１５］施药过程中对主管道流量进行了测量和控制。陈静秀和史岩等对喷头前段管道流量进行测量和控［１６－１７］制。喷头长期使用造成损耗，导致流量降低，控１．喷杆　２．喷头　３．喷嘴　４．转换接头　５．流量传感器制误差增大，因此使用喷雾机前需要对其性能进行测６．药液收集槽　７．频率转电流模块　８．上位机试，即测量喷雾机各喷头流量是否可满足喷雾过程中９．４～２０ｍＡ信号采集模块　１０．压力传感器　１１．液压泵　１２．药箱的流量要求。传统测量方法为测量一定时图１　喷雾机喷头流量在线测量系统总体设计

5、图系统工作时，药液由液压泵泵出，经主管道及喷收稿日期：２０１２－１２－０９杆后由喷头流出，通过转换接头流经流量传感器，最基金项目：“十二五”国家科技支撑计划项目（２０１１ＢＡＤ２０Ｂ１０－３－（１））；国家“８６３计划”项目（２０１２ＡＡ１０１９０４－６）；国家自后由药液收集槽收集。为便于试验记录，将左侧喷头然科学基金青年基金项目（３１２０１１２８）从上到下标记为喷头１～喷头３，右侧喷头从上到下作者简介：郭俊杰（１９８７－），男，山西长治人，硕士研究生，（Ｅ－ｍａｉｌ）标记为喷头４～喷头６。ｇｕｏｊｕｎｊｉｅ１９８７ｋｂ＠１６３．ｃｏｍ。转换接头为自行设计的快捷转换接头。

6、流量传通讯作者：朱瑞祥（１９５６－），男，陕西三原人，教授，（Ｅ－ｍａｉｌ）ｚｒｘｊｄｘｙ２００６＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ。感器输出频率信号，信号经频率转电流模块转换为４·１·３３２０１３年１２月农机化研究第１２期～２０ｍＡ电流信号，同时压力传感器输出４～２０ｍＡ电2上位机软件设计流信号，流量传感器与压力传感器输出的电流信号经４～２０ｍＡ信号采集模块采集后，由ＲＳ－４８５总线上传系统上位机控制软件采用Ｃ＃编写，使用Ｖｉｓｕａｌ至上位机界面显示。本系统可同时显示６路流量信Ｓｔｕｄｉｏ２００８开发平台开发进行开发，可以运行于Ｗｉｎ-号及１路压力信号。流量传感器选用ＧｅｍｓＦ６ＦＴ—

7、ｄｏｗｓＸＰ及以上环境。上位机软件界面如图３所示。１１０系列ＴｕｒｂｏＦｌｏｗ型流量传感器，输出频率范围５８～５７５Ｈｚ；压力传感器选用ＷＬＢ型压力传感器，输出信号为４～２０ｍＡ电流信号；频率电流转换模块选用ＡＲＴ－阿尔泰Ａ１１ＦＶ１１频率／电压、电流信号隔离转换模块，输入为０～１ｋＨｚ，０～１０ｋＨｚ和０～１００ｋＨｚ频率信号，输出为０～５Ｖ，０～１０Ｖ电压信号和０～２０ｍＡ或４～２０ｍＡ电流信号。本设计根据流量传感器输出信号选择输入档位为０～１ｋＨｚ，并根据信号采集模块选择输出档位为４～２０ｍＡ；４～２０ｍＡ电流采集模块选