一種風送噴霧測試裝置的製作方法
2023-05-23 15:47:46 2
專利名稱：一種風送噴霧測試裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種風送噴霧測試裝置，特別涉及一種能夠精確調整風速大小、噴霧壓力、噴頭位置等因素的噴霧霧化特性測試裝置。
背景技術：
在現代農業生產中，化學防治農作物病蟲害發揮著重要的作用。據聯合國糧農組織統計，由於使用化學農藥，全世界每年挽回20% 25%的農產品，價值1000多億美元。大體是投入一份農藥可收回相當於農藥4 5倍價值的農產品。我國每年因各種病蟲草害損失糧食約4000萬噸，約佔全國糧食總產量的8. 8%。但近幾年由於農藥的大量使用、對環境、農副食品和農作物安全帶來巨大威脅。精準施藥是降低農藥殘留，減小農藥對環境、農產品和農作物威脅的重要手段。
果園作物枝幹高大、枝葉稠密豐厚的特點決定果園精準施藥技術中，風送施藥技術佔有重要地位。風送施藥具有射程遠、穿透能力強等優勢，但風力對噴霧霧化特性具有很大影響。研究風送噴霧霧化特性，為風送噴藥機研發提供基礎理論支持，具有重要意義。
風送噴霧霧化特性受多種因素影響，如風速大小、噴霧壓力、噴霧方向、噴頭類型等。為了研究各影響因素對霧化特性的影響規律，需要一種能夠精確調整風速大小、噴霧壓力、噴頭位置等因素的噴霧霧化特性測試裝置。發明內容
(一)要解決的技術問題
本發明要解決的技術問題是提供一種風送噴霧測試裝置，可以精確調整風速大小、噴霧壓力、噴頭位置，能夠測試不同條件下噴霧霧化特性。
( 二 )技術方案
為了解決上述技術問題，本發明提供一種風送噴霧測試裝置，包括
四維方位可調的四維移動裝置，連接於所述四維移動裝置上的噴頭，與所述噴頭相連接的壓力可調的藥液供給裝置，位於所述噴頭後方的風速可調的送風裝置及分別與所述四維移動裝置、藥液供給裝置及送風裝置電連接的控制裝置，所述控制裝置分別用於控制所述噴頭位置和角度，噴霧壓力及風速的大小。
作為上述技術方案的優選，所述四維移動裝置包括呈相交直角坐標系的X軸導軌、Y軸導軌、Z軸導軌及旋轉軸T軸，所述X軸導軌、Y軸導軌、Z軸導軌分別設置有與其平行的X軸絲槓、Y軸絲槓、Z軸絲槓及分別位於其上的X軸滑塊、Y軸滑塊及Z軸滑塊；所述 Y軸導軌與所述X軸滑塊固定，所述Z軸導軌與所述Y軸滑塊固定，所述T軸通過T軸固定體與所述Z軸滑塊固定，所述T軸固定體再連接到T軸旋轉體後經固定杆連接到所述噴頭；
所述X軸滑塊、Y軸滑塊、Z軸滑塊、T軸旋轉體分別與X軸步進電機、Y軸步進電機、Z軸步進電機、T軸步進電機連接並由步進電機驅動器驅動；
所述步進電機驅動器與所述控制裝置電連接。
作為上述技術方案的優選，所述藥液供給裝置包括用於盛放藥液的氣罐；向所述氣罐內供氣的氣泵；位於所述氣罐內部的壓力傳感器，其用於實時測量氣罐內壓力；連接於所述氣罐的輸氣管道的電磁閥；調壓控制器，其輸入端及輸出端分別與所述壓力傳感器及所述電磁閥電連接，用於實時讀取所述壓力傳感器的測量值並控制電磁閥開閉；
所述調壓控制器與所述控制裝置電連接。
作為上述技術方案的優選，所述送風裝置包括風機，所述風機內具有三相異步電動機；與風機相連的風筒，所述風筒固定於所述噴頭的後方；位於所述風筒內部的風速儀，所述風速儀用於測量風筒內風速大小；與所述風機相連的變頻器，用於調節所述風機轉速；
所述變頻器與所述控制裝置電連接。
作為上述技術方案的優選，所述控制裝置與所述步進電機驅動器、所述調壓控制器及所述變頻器均為RS232串口通訊。
作為上述技術方案的優選，所述控制裝置包括數據輸入模塊、噴頭位置設置模塊、 噴霧壓力設置模塊及風速設置模塊；所述數據輸入模塊用於測試數值的輸入，所述測試數值包括噴頭坐標、噴霧壓力值及風速值；所述噴頭位置設置模塊、噴霧壓力設置模塊及風速設置模塊分別用於控制所述步進電機驅動器、調壓控制器及變頻器。
(三)有益效果
上述技術方案所提供的風送噴霧測試裝置中，其包括四維方位可調的四維移動裝置，連接於所述四維移動裝置上的噴頭，與所述噴頭相連接的壓力可調的藥液供給裝置， 位於所述噴頭後方的風速可調的送風裝置及分別與所述四維移動裝置、藥液供給裝置及送風裝置電連接的控制裝置，所述控制裝置分別用於控制所述噴頭位置和角度，噴霧壓力及風速的大小。本裝置結構合理，操作方便，可精確調整風速大小、噴霧壓力、噴頭位置，能夠測試不同條件下噴霧霧化特性，為精準施藥研究提供平臺支持。
圖1為本發明實施例風送噴霧測試裝置的組成示意圖2為本發明實施例風送噴霧測試裝置的結構示意圖3為本發明實施例風送噴霧測試裝置的四維移動裝置結構示意圖4為本發明實施例風送噴霧測試裝置的T軸旋轉臺結構示意圖5為本發明實施例風送噴霧測試裝置的風機結構示意其中，1 雷射發射探頭；2 噴頭；3 固定杆；4 =T軸旋轉體；5 =T軸步進電機；6 =T 軸固定體；7 :Υ軸絲槓；8 :Υ軸導軌；9 :Χ軸滑塊；10 :Χ軸導軌；11 :Υ軸步進電機；12 :Υ軸滑塊；13 :Ζ軸導軌；14 :Ζ軸滑塊；15 :Ζ軸絲槓；16 :Ζ軸步進電機；17 雷射接收探頭；18 雷射霧滴測量儀支架；19 風機支架；20 風機外殼；21 三相異步電動機；22 進風口 ；23 出風口。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。
如圖1所示，為本實施例的風送噴霧測試裝置的結構示意圖，其包括四維方位可調的四維移動裝置，連接於四維移動裝置上的噴頭2，與噴頭2相連接的壓力可調的藥液供給裝置，位於噴頭2後方的風速可調的送風裝置及分別與四維移動裝置、藥液供給裝置及送風裝置電連接的控制裝置，控制裝置分別用於控制噴頭2位置和角度，噴霧壓力及風速的大小。
控制裝置可以選擇如計算機、單片機等，本實施例優選工業用計算機，控制裝置內部設置有控制軟體及預設程序。控制裝置應用軟體控制調壓控制器、變頻器和步進電機驅動器以控制噴霧壓力、風速和噴頭位置；雷射霧滴測量儀，用於測量霧滴大小和霧滴速度等霧化特性參數。
結合圖2至4中所示，四維移動裝置包括呈相交直角坐標系的X軸導軌10、Y軸導軌8、Z軸導軌13及旋轉軸T軸，X軸導軌10、Y軸導軌8、Z軸導軌13分別設置有與其平行的X軸絲槓、Y軸絲槓7、Z軸絲槓15及分別位於其上的X軸滑塊9、Y軸滑塊12及Z軸滑塊14 ；Y軸導軌8與X軸滑塊9固定，Z軸導軌13與Y軸滑塊12固定，T軸通過T軸固定體6與Z軸滑塊14固定，T軸固定體6再連接到T軸旋轉體4後經固定杆3連接到噴頭 2 ；X軸滑塊9、Y軸滑塊12、Z軸滑塊14、T軸旋轉體4分別與X軸步進電機、Y軸步進電機 11、Z軸步進電機16、T軸步進電機5連接並由步進電機驅動器驅動；步進電機驅動器與控制裝置電連接。上述四維移動裝置能夠快速帶動噴頭2精確移動，並使噴頭2精確處於某一確定角度。雷射發射探頭1和雷射接收探頭17固定在雷射霧滴測量儀支架18上，用於檢測探頭3的噴霧參數。
藥液供給裝置包括用於盛放藥液的氣罐，該氣罐的上方為空氣，底部為藥液；向氣罐內供氣的氣泵；位於氣罐內部的壓力傳感器，其用於實時測量氣罐內壓力；連接於氣罐的輸氣管道的電磁閥；調壓控制器，其輸入端及輸出端分別與壓力傳感器及電磁閥電連接，用於實時讀取壓力傳感器的測量值並控制電磁閥開閉，從而保證氣罐內部的氣壓的恆定，從而保證噴霧壓力的穩定；調壓控制器與控制裝置電連接。
送風裝置包括風機，風機內具有三相異步電動機21 ；與風機相連的風筒，風筒固定於噴頭2的後方；位於風筒內部的風速儀，風速儀用於測量風筒內風速大小；與風機相連的變頻器，用於調節風機轉速；變頻器與控制裝置電連接。如圖5所示，本發明實施例風送噴霧測試裝置的風機結構示意圖；該風機具體結構有風機支架19，用於固定和支撐風機； 風機外殼20 ；進風口 22 ；出風口 23 ；三相異步電動機21，用於驅動風機，該電動機轉速可以通過調頻的方式調節。
本實施例優選的控制裝置與步進電機驅動器、調壓控制器及變頻器均為RS232串口通訊。同樣的，也可通過並口通訊等方式傳遞信號。
控制裝置包括數據輸入模塊、噴頭位置設置模塊、噴霧壓力設置模塊及風速設置模塊；數據輸入模塊用於測試數值的輸入，測試數值包括噴頭坐標、噴霧壓力值及風速值； 噴頭位置設置模塊、噴霧壓力設置模塊及風速設置模塊分別用於控制步進電機驅動器、調壓控制器及變頻器。
由於該風送噴霧測試裝置具有上述結構，可以完成風送霧滴特性測試試驗，該裝置的具體實施過程如下
工作時將藥液灌入氣罐內，打開氣泵、調壓控制器、變頻器、雷射霧滴測量儀和計算機電源，啟動計算機控制軟體；通過該軟體設置噴頭位置各項參數，如輸入噴頭目標X、 y、z坐標和角度，調整噴頭位置和角度，點擊「定位」按鈕後該軟體通過RS232串口向步進電機驅動器發送控制指令，進而驅動四維移動臺帶動噴頭到達指定位置和特定角度；通過計算機控制軟體設置噴霧壓力，通過輸入噴霧壓力設定值，並保持噴霧壓力於該噴霧壓力最小值之上，點擊「啟動」按鈕後該軟體通過RS232串口向調壓控制器發送控制指令，該控制器通過開關電磁閥調節並是噴霧壓力穩定與設定值上；通過計算機控制軟體設置風速，通過輸入風速大小值，調節風筒內風速大小，點擊「啟動」按鈕後該軟體通過RS232串口向變頻器發送控制指令，使風機以特定轉速運轉，輸出特定速度的風力；通過雷射霧滴測量儀測量設定試驗條件下霧滴大小和霧滴速度等霧滴特性參數。
由以上實施例可以看出，本發明實施例提供的風送噴霧測試裝置中，其包括四維方位可調的四維移動裝置，連接於四維移動裝置上的噴頭2，與噴頭2相連接的壓力可調的藥液供給裝置，位於噴頭2後方的風速可調的送風裝置及分別與四維移動裝置、藥液供給裝置及送風裝置電連接的控制裝置，控制裝置分別用於控制噴頭2位置和角度，噴霧壓力及風速的大小。本裝置結構合理，操作方便，可精確調整風速大小、噴霧壓力、噴頭2位置， 能夠測試不同條件下噴霧霧化特性。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種風送噴霧測試裝置，其特徵在於，包括四維方位可調的四維移動裝置，連接於所述四維移動裝置上的噴頭，與所述噴頭相連接的壓力可調的藥液供給裝置，位於所述噴頭後方的風速可調的送風裝置及分別與所述四維移動裝置、藥液供給裝置及送風裝置電連接的控制裝置，所述控制裝置分別用於控制所述噴頭位置和角度，噴霧壓力及風速的大小。
2.如權利要求1所述的風送噴霧測試裝置，其特徵在於，所述四維移動裝置包括呈相交直角坐標系的X軸導軌、Y軸導軌、Z軸導軌及旋轉軸T軸，所述X軸導軌、Y軸導軌、Z軸導軌分別設置有與其平行的X軸絲槓、Y軸絲槓、Z軸絲槓及分別位於其上的X軸滑塊、Y軸滑塊及Z軸滑塊；所述Y軸導軌與所述X軸滑塊固定，所述Z軸導軌與所述Y軸滑塊固定， 所述T軸通過T軸固定體與所述Z軸滑塊固定，所述T軸固定體再連接到T軸旋轉體後經固定杆連接到所述噴頭；所述X軸滑塊、Y軸滑塊、Z軸滑塊、T軸旋轉體分別與X軸步進電機、Y軸步進電機、Z 軸步進電機、T軸步進電機連接並由步進電機驅動器驅動；所述步進電機驅動器與所述控制裝置電連接。
3.如權利要求2所述的風送噴霧測試裝置，其特徵在於，所述藥液供給裝置包括用於盛放藥液的氣罐；向所述氣罐內供氣的氣泵；位於所述氣罐內部的壓力傳感器，其用於實時測量氣罐內壓力；連接於所述氣罐的輸氣管道的電磁閥；調壓控制器，其輸入端及輸出端分別與所述壓力傳感器及所述電磁閥電連接，用於實時讀取所述壓力傳感器的測量值並控制電磁閥開閉以保持氣罐內壓力恆定；所述調壓控制器與所述控制裝置電連接。
4.如權利要求3所述的風送噴霧測試裝置，其特徵在於，所述送風裝置包括風機，所述風機內具有三相異步電動機；與風機相連的風筒，所述風筒固定於所述噴頭的後方；位於所述風筒內部的風速儀，所述風速儀用於測量風筒內風速大小；與所述風機相連的變頻器，用於調節所述風機轉速；所述變頻器與所述控制裝置電連接。
5.如權利要求4所述的風送噴霧測試裝置，其特徵在於，所述控制裝置與所述步進電機驅動器、所述調壓控制器及所述變頻器均為RS232串口通訊。
6.如權利要求5所述的風送噴霧測試裝置，其特徵在於，所述控制裝置包括數據輸入模塊、噴頭位置設置模塊、噴霧壓力設置模塊及風速設置模塊；所述數據輸入模塊用於測試數值的輸入，所述測試數值包括噴頭坐標、噴霧壓力值及風速值；所述噴頭位置設置模塊、 噴霧壓力設置模塊及風速設置模塊分別用於控制所述步進電機驅動器、調壓控制器及變頻ο
全文摘要
本發明公開了一種風送噴霧測試裝置，其包括四維方位可調的四維移動裝置，連接於所述四維移動裝置上的噴頭，與所述噴頭相連接的壓力可調的藥液供給裝置，位於所述噴頭後方的風速可調的送風裝置及分別與所述四維移動裝置、藥液供給裝置及送風裝置電連接的控制裝置，所述控制裝置分別用於控制所述噴頭位置和角度，噴霧壓力及風速的大小。本裝置結構合理，操作方便，可精確調整風速大小、噴霧壓力、噴頭位置，能夠測試不同條件下噴霧霧化特性，為精準施藥研究提供平臺支持。
文檔編號G01N15/02GK102494906SQ201110359980
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月14日 優先權日2011年11月14日
發明者王秀, 翟長遠, 鄒偉, 馬偉 申請人:北京農業信息技術研究中心