CN102539179A - 垂直雾量分布测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种垂直雾量分布测试装置及其测试方法，测试装置具有雾滴分层收集器、集液单元阵列、集液量自动巡检系统、自动排液系统和控制系统；雾滴分层收集器设有雾滴沉积板和水平集雾范围调节器，将雾滴沉积区域划分为若干个水平宽度可调的水平条带，收集各条带内沉积的雾滴，并将其导流入对应的集液单元；集液量自动巡检系统设有平面坐标移位机构和非接触式液位检测装置，可实现集液量的自动巡检；自动排液系统设有真空泵和主分支吸液管路，可完成集液单元阵列的逐区域排液；控制系统控制各部分协调运行，顺序完成液位预检测、集雾、集液量检测、排液和雾量分布信息处理；可广泛用于各种风送式喷雾机垂直雾量分布均匀性的自动测试。

Description

垂直雾量分布测试装置及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种垂直雾量分布测试装置及其测试方法，用于风送式喷雾机垂直雾量分布均匀性测试，属于农业工程测试计量技术领域。

背景技术

雾量分布均匀性是指喷雾机械作业过程中雾滴在靶标上沉积分布的均匀性，是衡量喷雾机械作业性能的重要指标。雾量分布均匀性的快速、精确检测对提高喷雾机械检测技术水平、优化喷雾机械作业参数和提高喷雾机械设计水平都具有重要意义。

GB/T24683-2009/ISO 9898：2000《植物保护机械灌木和乔木作物用风送式喷雾机试验方法》规定可采用V形雾滴沉积板和垂直雾量分层收集器收集雾滴以进行风送式喷雾机垂直雾量分布均匀性的测试，且为了获取更全面的雾量分布信息，需要以风送式喷雾机为圆心，在不同半径的圆周上变换测试位置进行多次测试，以获取圆周方向和直径方向上的雾量分布差异信息。专利号为ZL200910027271.5公开了一种喷雾量垂直分布测定方法及专用测定装置，专利号为ZL201020176682.9公开了一种集雾槽及采用该集雾槽的喷雾量垂直分布测定装置，也都采用V形雾滴沉积板和垂直雾量分层收集器收集雾滴以进行垂直雾量分布的测定。但以上标准和专利中的垂直雾量分层收集器集雾区域的水平宽度都是固定的，无法适应不同圆周分辨下雾量分布差异性的测试要求，且都没有提供集液单元的集液量快速检测方法和排液方法。

发明内容

本发明提供一种垂直雾量分布测试装置及其测试方法，采用水平集雾范围调节器实现集雾区域水平宽度的调节，并可实现集液单元集液量的快速自动巡检和集液单元的自动排液。

本发明垂直雾量分布测试装置采用如下技术方案：具有雾滴分层收集器、集液单元阵列、非接触式集液量自动巡检系统、分区吸液式自动排液系统和控制系统，非接触式集液量自动巡检系统中设有平面坐标移位机构和非接触式液位检测装置，对集液单元阵列中各个集液单元的集液量自动巡检；分区吸液式自动排液系统中设有真空泵和主分支吸液管路，逐个区域地对所有集液单元自动排液，雾滴分层收集器和集液单元阵列之间是导流管，每个导流管的出液口都正对一个集液单元；雾滴分层收集器中设有雾滴沉积板、雾滴沉积板固定件、水平集雾范围调节器和集液合流器；雾滴沉积板沿垂直方向上下等间距叠放，将雾滴沉积区域划分为若干个水平条带，雾滴沉积板成V形结构，在中央位置形成凹槽，下底面带有雾滴截留凹板；雾滴沉积板固定件上具有雾滴沉积板固定槽、集液引流斜管和集液引流管；每块雾滴沉积板都分别卡设在其两侧雾滴沉积板固定件的雾滴沉积板固定槽中，一侧的雾滴沉积板固定件略低，雾滴沉积板略向一侧倾斜，雾滴沉积板中间的凹槽与低侧的雾滴沉积板固定件之间形成集液腔；上、下层雾滴沉积板之间则形成V形的气雾过流通道，雾滴沉积在雾滴沉积板或雾滴截留凹板上，汇流入集液腔中，集液腔通过集液引流斜管和集液引流管连通集液合流器；集液合流器具有多个并行的支流口和一个汇流口，每个支流口都分别连接一个集液引流管，汇流口连接导流管；水平集雾范围调节器具有挡液帘、挡液帘导轨、挡液帘拉杆和卷帘盒，挡液帘拉杆与挡液帘导轨滑动连接，挡液帘的一端固接挡液帘拉杆上，另一端固接卷帘盒内的卷帘轴上；导流管的出液口固设在导流管阵列固定板上，导流管阵列固定板的一侧固设在导流管阵列固定板转轴上，导流管阵列固定板转轴两端设有导流管阵列固定板轴承上，导流管阵列固定板轴承则固设在集液装置机架上；导流管阵列固定板的另一侧搭接集液装置机架且与集液单元阵列的上表面呈平行状态。

本发明垂直雾量分布测试装置的测试方法的技术方案是按如下步骤：1）液位预检测：先掀起导流管阵列固定板，通过非接触式集液量自动巡检系统和控制系统进行一次集液单元阵列的集液量巡检并记录检测结果，作为各集液单元的初始液位；2）集雾：调节水平集雾范围调节器至相应水平集雾宽度，以雾滴分层收集器为雾滴沉积平面进行相应时间和过程的喷雾，雾滴分层收集器将各水平条带内沉积的雾滴收集入相应的集液单元；3）集液量检测：再进行一次集液单元阵列的集液量巡检得到检测结果，并与步骤1）的检测结果作差，作为各集液单元的最终集液量；4）排液：排掉各集液单元中的集液，分区排液过程可与集液量巡检过程同步进行，在检测某一列集液单元的集液量时，可同时对已检测完集液量的另一列集液单元进行排液；5）雾量分布信息处理：通过控制系统整理雾量分布测试结果，并存储或传输：

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、可实现集雾区域水平宽度的调节，以满足垂直雾量分布均匀性测试中不同圆周分辨下雾量分布差异性的测试要求。

2、可实现集液单元阵列的集液量快速自动巡检，且仅需要1套非接触式液位检测装置，既可大幅度节省硬件成本，又减小了传感器标定工作量。

3、可实现集液单元阵列的快速自动排液，且仅需要1个真空泵和1套主分支吸液管路，集液单元可使用标准系列量筒，可大幅度节省硬件成本。

附图说明

图1是垂直雾量分布测试装置的结构示意图；

图2是图1中雾滴分层收集器4的侧视放大示意图；

图3是图2中雾滴沉积板10的主视放大图；

图4是图3的左视图；

图5是图2中雾滴沉积板固定件2的主视图；

图6是图5的俯视图；

图7是图5的左视图；

图8是集液、集液量检测及排液装置52的主视放大图；

图9是图8的俯视图；

图10是图1中自动排液系统8的主视放大图；

图11是图10的俯视图；

图12是图10的左视图；

图13是垂直雾量分布测试装置同步检测排液时的状态示意图；

图14是垂直雾量分布测试装置横向移位工作台横向移位时的状态示意图；

图15是垂直雾量分布测试装置控制系统15的组成原理框图。

以上的图中有：1.雾滴分层收集器机架，2.雾滴沉积板固定件，3.固定件螺纹连接，4.雾滴分层收集器，5.导流管，6.导流管阵列固定板，7.集液量自动巡检系统，8.自动排液系统，9.水平集雾范围调节器，10.雾滴沉积板，11.挡液帘导轨，12.挡液帘拉杆，13.挡液帘，14.集液合流器，15.控制系统，16.集液单元阵列，17.集液装置机架，18.导流管阵列固定板转轴，19.集液量杯，20.雾滴截留凹板，21.固定孔，22. 雾滴沉积板固定槽，23.集液腔，24.集液引流孔，25.集液引流管，26.集液引流斜管，27.同步带带轮，28.同步带，29.横向移位直线导轨，30.纵向移位直线导轨，31.纵向移位工作台，32.纵向移位螺母，33.纵向移位丝杠，34.横向移位工作台，35.横向移位驱动滑块，36.垂直移位直线定导轨，37.垂直移位齿轮，38.垂直移位齿条，39.主管分配器，40.垂直移位工作台，41.吸液主管，42.真空泵，43.排液管，44.吸液支管，45.垂直移位动导轨，46.非接触式液位检测装置，47. 集液单元支撑架，48. 导流管阵列固定板轴承，49.垂直移位驱动装置，50.纵向移位驱动装置，51.横向移位驱动装置，52.集液、集液量检测及排液装置，53.齿轮轴，54.同步带带轮轴，55.集液装置，56.卷帘盒。

具体实施方式

如图1和图2所示，垂直雾量分布测试装置主要由雾滴分层收集器4和集液、集液量检测及排液装置52组成。集液、集液量检测及排液装置52主要由集液装置55、非接触式集液量自动巡检系统7、分区吸液式自动排液系统8和控制系统15等部分组成。雾滴分层收集器4中设有雾滴沉积板10和水平集雾范围调节器9，沿垂直方向将雾滴沉积区域划分为若干个水平宽度可调的水平条带，并收集各水平条带内沉积的雾滴；集液装置55中设有导流管阵列固定板6和集液单元阵列16，通过导流管5将各雾滴沉积板10收集到的雾滴分别导流入对应的集液单元中；非接触式集液量自动巡检系统7中设有平面坐标移位机构和非接触式液位检测装置46，可实现集液单元阵列16中各个集液单元的集液量自动巡检；分区吸液式自动排液系统8中设有真空泵42和主分支吸液管路，可逐个区域地完成所有集液单元的自动排液；控制系统15则控制垂直雾量分布测试装置的各部分协调运行，顺序进行集雾、检测、排液和雾量分布信息处理，并最终完成垂直雾量沉积分布信息的测量。

如图2-7所示，雾滴分层收集器4由雾滴分层收集器机架1、雾滴沉积板10、雾滴沉积板固定件2、固定件螺纹连接3、水平集雾范围调节器9和集液合流器14等组成。雾滴沉积板10成V形结构，在中央位置形成凹槽，下底面带有雾滴截留凹板20。雾滴沉积板固定件2上带有雾滴沉积板固定槽22、集液引流孔24、集液引流斜管26、集液引流管25和固定孔21。集液合流器14集液合流器14具有多个并行的支流口和一个汇流口，每个支流口都分别连接一个雾滴沉积板固定件2的集液引流管25，汇流口则连接导流管5。水平集雾范围调节器9主要由挡液帘13、挡液帘导轨11和挡液帘拉杆12组成。雾滴沉积板10上下等间距叠放，每块雾滴沉积板10都分别卡装在其两侧雾滴沉积板固定件2的雾滴沉积板固定槽22中，一侧的固定件2略低，使雾滴沉积板10略向一侧倾斜，雾滴沉积板10中间的凹槽与低侧固定件2之间形成集液腔23，集液腔23通过集液引流斜管26和集液引流管25连通。上、下层雾滴沉积板10之间则形成V形的气雾过流通道，雾滴在惯性作用下撞击雾滴沉积板10或雾滴截留凹板20而沉积下来，并汇流入集液腔23中，气流则自由通过。雾滴汇集到集液腔23之后，通过集液引流孔24流入集液引流斜管26，并由集液引流管25流出，然后经集液合流器14分组合流后，由导流管5导流入对应的集液单元。各个雾滴沉积板固定件2则通过其各自的固定孔21由固定件螺纹连接3固定在雾滴分层收集器机架1上。水平集雾范围调节器9的卷帘盒56和挡液帘导轨11都固定在雾滴分层收集器机架1上。挡液帘拉杆12可在挡液帘导轨11中滑动，并具有位置自锁功能。挡液帘13的一端固定在挡液帘拉杆12上，另一端固定在卷帘盒56内的卷帘轴上（图中未示出）。拉动挡液帘拉杆12，改变挡液帘13的拉出长度，即可调节集雾区域的水平宽度。

 

如图1所示，雾滴分层收集器4最下部的几个集液合流器14的位置较低，无法通过导流管5将集液自然导流入集液单元中，所以单独设置了几个集液量杯19，暂时存储从这几个集液合流器14中导流出的集液，但其导流管5在导流管阵列固定板6上仍拥有相应预留的固定孔，在集液单元阵列16中也有相应的集液单元与之对应。集雾结束后，将相应集液量杯19中的集液倒入对应的集液单元中，然后整个集液单元阵列一起进行集液量检测和排液。其余导流管5的出液口都直接固定在导流管阵列固定板6上，并成行列矩阵式排列，且与集液单元阵列16的行、列数相同，行、列距相等，导流管5与集液单元一一对应。

如图8、图9和图13所示，导流管阵列固定板6的一侧固定在导流管阵列固定板转轴18上，转轴18两端安装有导流管阵列固定板轴承48，轴承48则固定安装在集液装置机架17上。集液时，导流管阵列固定板6的另一侧搭接在集液装置机架17的支架上，与集液单元阵列16的上表面呈平行状态，每个导流管5的出液口都正对一个集液单元；进行集液单元集液量检测或排液时，可将导流管阵列固定板6绕转轴18掀起，从而腾出集液单元阵列16上方的空间，供集液量自动巡检系统7或自动排液系统8使用。导流管5采用可弯曲的软管，以适应导流管阵列固定板6的动作需要。集液单元则可采用普通系列的量筒。

如图8-9所示，非接触式集液量自动巡检系统7由平面坐标移位机构和非接触式液位检测装置46组成。平面坐标移位机构由移位方向相互垂直的横向移位机构和纵向移位机构组成。横向移位机构由横向移位直线导轨29、横向移位工作台34、横向移位驱动滑块35、同步带28、同步带带轮27、同步带带轮轴54和横向移位驱动装置51组成。横向移位直线导轨29和横向移位驱动装置51固定安装在集液装置机架17上，横向移位工作台34浮动安装在横向移位直线导轨29上。横向移位驱动滑块35夹装在同步带28上，并与横向移位工作台34固定连接。同步带带轮27固定安装在同步带带轮轴54上，带轮轴54则通过轴承（图中未示出）安装在集液装置机架17上。在横向移位驱动装置51的驱动下，同步带28可通过横向移位驱动滑块35带动横向移位工作台34在横向移位直线导轨29上作直线往复运动。纵向移位机构由纵向移位直线导轨30、纵向移位工作台31、纵向移位螺母32、纵向移位丝杠33和纵向移位驱动装置50组成。纵向移位直线导轨30和纵向移位驱动装置50固定安装在横向移位工作台34上，纵向移位工作台31浮动安装在纵向移位直线导轨30上。纵向移位螺母32固定在纵向移位工作台31上，并与纵向移位丝杠33组成丝杠螺母运动副。在纵向移位驱动装置50的驱动下，纵向移位丝杠33可通过纵向移位螺母32带动纵向移位工作台31在纵向移位直线导轨30上作直线往复运动。非接触式液位检测装置46可采用激光式液位传感器或超声波式液位传感器，固定安装在纵向移位工作台31上。横向移位驱动装置51和纵向移位驱动装置50可采用步进电动机或伺服电动机作为驱动元件。横向移位工作台34沿集液单元阵列16的行向作直线往复运动，纵向移位工作台31沿集液单元阵列16的列向作直线往复运动。通过平面坐标移位机构的纵、横向移位，非接触式液位检测装置46可顺序定位到集液单元阵列16的各个集液单元上，并自动检测其集液量，从而实现集液单元阵列16的集液量自动巡检。

如图8-12所示，分区吸液式自动排液系统8由排液管43、真空泵42、主分支吸液管路和垂直移位机构等组成。主分支吸液管路由吸液主管41、主管分配器39和吸液支管44等组成。排液管43连接真空泵42的出流口，真空泵42的入流口连接吸液主管41；真空泵42具有带气吸液能力，可采用水环式真空泵；主管分配器39具有一个汇流口和多个并行的支流口，汇流口连接吸液主管41，每个支流口均连接一个吸液支管44；所有吸液支管44排成一列，总数与集液单元阵列16的行数相等，且间距与集液单元阵列16的行距相同。垂直移位机构由垂直移位直线定导轨36、垂直移位动导轨45、垂直移位工作台40、垂直移位齿条38、垂直移位齿轮37、齿轮轴53和垂直移位驱动装置49组成。垂直移位直线定导轨36和垂直移位驱动装置49固定安装在横向移位工作台34上；垂直移位齿轮37安装在齿轮轴53上，齿轮轴53通过轴承（图中未示出）安装在横向移位工作台34上；垂直移位动导轨45和垂直移位齿条38固定安装在垂直移位工作台40上；垂直移位动导轨45和垂直移位直线定导轨36组成一对滑动副；垂直移位齿条38则与垂直移位齿轮37组成一对齿轮传动副。在垂直移位驱动装置49的驱动下，垂直移位齿轮37可通过垂直移位齿条38驱动垂直移位工作台40沿垂直移位直线定导轨36作上下往复运动。垂直移位驱动装置49可采用步进电动机或伺服电动机作为驱动元件。主管分配器39和吸液支管44都固定安装在垂直移位工作台40上，可随垂直移位工作台40一起上下运动，且吸液支管44与非接触式液位检测装置46之间的横向距离为集液单元阵列16的列距的整数倍。吸液主管41采用可弯曲卷绕的软管，以适应主管分配器39与真空泵42之间的距离变化。

如图13所示，对集液单元阵列16的集液量巡检和排液可同步进行。在检测某一列（以下称A列）集液单元的集液量时，可同时对已检测完集液量的另一列（以下称B列）集液单元进行排液。此时，垂直移位工作台40在垂直移位齿轮37的驱动下已降低到最低位置，每根吸液支管44都插入到一个对应的集液单元中，且吸液支管44的进液口与集液单元底面之间仍留有3mm~5mm的间隙。通过控制系统15控制纵向移位驱动装置50，驱动纵向移位工作台31沿纵向移位直线导轨30平移，使非接触式液位检测装置46先后顺序定位于A列的各个集液单元上，并检测其集液量。与此同时，通过控制系统15启动真空泵42，即可完成B列集液单元的自动排液。

如图14所示，为垂直雾量分布测试装置横向移位工作台34进行横向移位时的状态。此时，垂直移位工作台40在垂直移位齿轮37的驱动下已抬升到最高位置，吸液支管44的最低端与集液单元阵列16的上表面之间至少保持5mm的间隙。通过控制系统15控制横向移位驱动装置51，驱动横向移位工作台34沿横向移位直线导轨29平移，使非接触式液位检测装置46定位到集液单元阵列16中尚未进行集液量检测的某一列集液单元上，或使吸液支管44定位到集液单元阵列16中已进行了集液量检测但尚未排液的某一列集液单元上。

如图15所示，为垂直雾量分布测试装置控制系统15的组成原理框图。控制系统15为一个单片机测控系统，包括CPU最小系统，CPU最小系统通过脉冲信号输出接口串接第一光电隔离单元，第一光电隔离单元分别连接横向、纵向、垂直移位驱动元件控制器；横向移位驱动元件控制器安装在集液装置机架17上，纵向、垂直移位驱动元件控制器安装在横向移位工作台34上；CPU最小系统根据各移位工作台的移位需要，控制脉冲信号输出接口输出一定频率和数量的脉冲信号，经第一光电隔离单元后，通过横向、纵向、垂直移位驱动元件控制器分别控制横向移位驱动装置51、纵向移位驱动装置50、垂直移位驱动装置49中的步进电动机或伺服电动机的转向和转角，从而驱动横向移位工作台34、纵向移位工作台31、垂直移位工作台40实现相应的位移。

CPU最小系统通过积分解码器接口串接第二光电隔离单元，第二光电隔离单元分别连接横向、纵向位移指示编码器；横向、纵向位移指示编码器的输出为脉冲信号，经第二光电隔离单元后，通过积分解码器接口将位移信息输入到CPU最小系统；其中，横向位移指示编码器的壳体固定安装在集液装置机架17上，其转轴与同步带带轮轴54同轴连接，用于测试横向移位工作台34在横向移位直线导轨29上的累计滑动位移量；纵向位移指示编码器的壳体固定安装在横向移位工作台34上，其转轴与纵向移位丝杠33同轴连接，用于测试纵向移位工作台31在纵向移位直线导轨30上的累计滑动位移量。

CPU最小系统通过开关量信号并行输入接口串接第三光电隔离单元，第三光电隔离单元的输入分别是两个横向移位行程限位装置（图中未示出）、两个纵向移位行程限位装置（图中未示出）和两个垂直移位行程限位装置（图中未示出）输出的行程限位信号。在横向移位驱动装置51中设置有两个第一中间控制继电器（图中未示出），两个第一中间控制继电器的主触点都串接在横向移位驱动元件的电源回路中，而两个横向移位行程限位装置的动作触点则分别串接在两个第一中间控制继电器的线圈回路中，当横向移位工作台34碰触到某个横向移位行程限位装置而使其触点动作时，对应的第一中间控制继电器的线圈回路被切断，其主触点随即断开，从而切断横向移位驱动元件的电源回路，横向移位工作台34停止移动，两个第一中间控制继电器的辅助触点可分别作为两个横向移位行程限位装置的动作指示信号（即行程限位信号）。类似地，在纵向移位驱动装置50中设置有两个第二中间控制继电器，其辅助触点可分别作为两个纵向移位行程限位装置的动作指示信号；在垂直移位驱动装置49中设置有两个第三中间控制继电器，其辅助触点可分别作为两个垂直移位行程限位装置的动作指示信号。行程限位信号是开关量信号，都经第三光电隔离单元后，通过开关量信号并行输入接口输入到CPU最小系统。

CPU最小系统通过A/D转换接口串接信号调理电路，信号调理电路的输入为非接触式液位检测装置46的输出信号；非接触式液位检测装置46可选用激光式液位传感器或超声波式液位传感器，其输出信号一般为4~20mA的模拟量信号；非接触式液位检测装置46的输出信号经信号调理电路调理后，由A/D转换接口转换为数字量，然后输入到CPU最小系统并换算为集液量。

CPU最小系统还通过开关量信号并行输出接口串接固态继电器，通过开关量信号并行输入接口串接中间继电器，固态继电器的输出和中间继电器的输入都连接真空泵的电气控制线路，真空泵电气控制线路再连接真空泵的电机（图中未示出）；真空泵电气控制线路对真空泵电机进行控制和保护，其中主要包括电机保护用塑壳式断路器（图中未示出）和交流接触器（图中未示出）等器件；CPU最小系统控制开关量信号并行输出接口输出真空泵启/停控制信号，控制固态继电器输入级的通断，固态继电器的输出级再控制交流接触器线圈回路的通断，最终实现交流接触器主回路（即真空泵电机电源回路）的通断，从而实现真空泵的启/停控制；通过塑壳式断路器的辅助触点还可获知真空泵电机及真空泵电气控制线路的短路和过载故障信号；塑壳式断路器的辅助触点串接在中间继电器的线圈回路中，中间继电器的触点则串接在开关量信号并行输入接口的某一个输入支路中；当真空泵电机或真空泵电气控制线路出现短路或过载故障时，其辅助触点动作，使中间继电器的线圈回路状态和触点状态改变，该状态信号经开关量信号并行输入接口输入到CPU最小系统。

此外，CPU最小系统还通过开关量信号并行输出接口连接系统工作状态指示装置，通过人机对话接口连接LCD显示器、键盘和按键，通过异步串行通讯接口和第四光电隔离单元连接RS485收发器。CPU最小系统通过开关量信号并行输出接口输出控制信号，控制系统工作状态指示装置指示相应的系统状态；通过人机对话接口控制LCD显示相应的显示内容，并接收键盘和按键输入；通过异步串行通讯接口扩展RS485接口，以实现测试数据的通讯传输。

如图1、图2、图8、图9、图13-15所示，垂直雾量分布测试过程按下列步骤执行：

1、集液量预检测

1.1、掀起导流管阵列固定板6。

1.2、CPU最小系统通过脉冲信号输出接口向垂直移位驱动元件控制器输出一定频率和数量的脉冲，控制垂直移位驱动装置49驱动垂直移位工作台40升高，并通过开关量信号并行输入接口监测垂直移位行程限位装置的状态，直至第一垂直移位行程限位装置动作，垂直移位工作台40上升至最高位置。

1.3、CPU最小系统通过脉冲信号输出接口向横向移位驱动元件控制器输出一定频率和数量的脉冲，控制横向移位驱动装置51驱动横向移位工作台34向左平移，并通过积分解码器接口采集横向位移指示编码器输出的横向位移信息，通过开关量信号并行输入接口监测横向移位行程限位装置的状态，直至非接触式液位检测装置46定位于集液单元阵列16右起第一列集液单元的正上方。

1.4、CPU最小系统通过脉冲信号输出接口向纵向移位驱动元件控制器输出一定频率和数量的脉冲，控制纵向移位驱动装置50驱动纵向移位工作台31向前平移，并通过积分解码器接口采集纵向位移指示编码器输出的纵向位移信息，通过开关量信号并行输入接口监测纵向移位行程限位装置的状态，直至非接触式液位检测装置46定位于集液单元阵列16前起第一行集液单元的正上方。

1.5、CPU最小系统通过A/D转换接口采集非接触式液位检测装置46的输出信号，将其转换为集液量并存储。

1.6、仿照步骤1.4，控制纵向移位驱动装置50驱动纵向移位工作台31后移，使非接触式液位检测装置46定位于集液单元阵列16同一列下一行集液单元的正上方，仿照步骤1.5采集其集液量并存储。

1.7、重复步骤1.6，直至该列所有集液单元的集液量都已检测并存储完毕。

1.8、仿照步骤1.3，控制横向移位驱动装置51驱动横向移位工作台34左移，使非接触式液位检测装置46定位于集液单元阵列16下一列集液单元的正上方。

1.9、重复步骤1.4~1.7，完成该列所有集液单元集液量的检测和存储。

1.10、重复步骤1.8~1.9，完成集液单元阵列16剩余所有集液单元的集液量检测和存储。

1.11、仿照步骤1.3、1.4，控制横向移位驱动装置51、纵向移位驱动装置50分别驱动横向移位工作台34和纵向移位工作台31返回到图8、图9所示的初始位置。

1.12、仿照步骤1.2，控制垂直移位驱动装置49驱动垂直移位工作台40降低到最低位置。

1.13、将导流管阵列固定板6重新放平。

2、集雾：按照风送式喷雾机垂直雾量分布均匀性的相关测试要求，设置喷雾系统，调节水平集雾范围调节器9至相应水平集雾宽度，以雾滴分层收集器4的有效雾滴收集区域为雾滴沉积平面，进行相应时间和过程的喷雾，雾滴分层收集器4将各水平条带内沉积的雾量收集入相应的集液单元。

3、集液量的检测与排液

3.1、掀起导流管阵列固定板6。

3.2、仿照步骤1.2，将垂直移位工作台40升高至最高位置。

3.3、仿照步骤1.3~1.9，完成集液单元阵列16右起前几列集液单元的集液量检测，直至吸液支管44移至集液单元阵列16右起第一列集液单元的正上方。

3.4、仿照步骤1.12，将垂直移位工作台40降低到最低位置。

3.5、CPU最小系统通过开关量信号并行输出接口输出控制信号，启动真空泵42，延时1~5秒，进行吸液支管44所对应集液单元列的排液；与此同时，仿照步骤1.4~1.7，完成非接触式液位检测装置46所对应集液单元列的集液量检测。

3.6、CPU最小系统通过开关量信号输出接口输出控制信号，关闭真空泵。

3.7、仿照步骤1.2，将垂直移位工作台40升高到最高位置。

3.8、仿照步骤1.8，将非接触式液位检测装置46定位于集液单元阵列16下一列集液单元的正上方；此时，吸液支管44也正好移至下一列集液单元的正上方。

3.9、仿照步骤3.4~3.6，完成吸液支管44所对应集液单元列所有集液单元的排液和非接触式液位检测装置46所对应集液单元列所有集液单元的集液量检测。

3.10、重复步骤3.7~3.9，直至集液单元阵列16所有集液单元的集液量都已检测完毕。

3.11、仿照步骤3.7~3.9，完成集液单元阵列16中所有剩余集液单元的排液，但不再同时进行集液量检测。

3.12、仿照步骤1.2，将垂直移位工作台40升高到最高位置。

3.13、仿照步骤1.11~1.12，使横向移位工作台34、纵向移位工作台31、垂直移位工作台40都返回到初始位置。

3.14、将导流管阵列固定板6重新放平。

4、雾量分布信息处理：CPU自动计算两次集液量检测结果的差值，并以之作为各集液单元的最终集液量，存储或通过RS485通讯接口传输给上位机。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围之内。

Claims (3)

1.一种垂直雾量分布测试装置，具有雾滴分层收集器（4）、集液单元阵列（16）、非接触式集液量自动巡检系统（7）、分区吸液式自动排液系统（8）和控制系统（15），非接触式集液量自动巡检系统（7）中设有平面坐标移位机构和非接触式液位检测装置（46），对集液单元阵列（16）中各个集液单元的集液量自动巡检；分区吸液式自动排液系统（8）中设有真空泵和主分支吸液管路，逐个区域地对所有集液单元自动排液，雾滴分层收集器（4）和集液单元阵列（16）之间是导流管（5），每个导流管（5）的出液口都正对一个集液单元；其特征在于：雾滴分层收集器（4 ）中设有雾滴沉积板（10）、雾滴沉积板固定件（2）、水平集雾范围调节器（9）和集液合流器（14）；雾滴沉积板（10）沿垂直方向上下等间距叠放，将雾滴沉积区域划分为若干个水平条带，雾滴沉积板（10）成V形结构，在中央位置形成凹槽，下底面带有雾滴截留凹板（20）；雾滴沉积板固定件（2）上具有雾滴沉积板固定槽（22）、集液引流斜管（26）和集液引流管（25）；每块雾滴沉积板（10）都分别卡设在其两侧雾滴沉积板固定件（2）的雾滴沉积板固定槽（22）中，一侧的雾滴沉积板固定件（2）略低，雾滴沉积板（10）略向一侧倾斜，雾滴沉积板（10）中间的凹槽与低侧的雾滴沉积板固定件（2）之间形成集液腔（23）；上、下层雾滴沉积板（10）之间则形成V形的气雾过流通道，雾滴沉积在雾滴沉积板（10）或雾滴截留凹板（20）上汇流入集液腔（23）中，集液腔（23）通过集液引流斜管（26）和集液引流管（25）连通集液合流器（14）；集液合流器（14）具有多个并行的支流口和一个汇流口，每个支流口都分别连接一个集液引流管（25），汇流口连接导流管（5）；水平集雾范围调节器（9）具有挡液帘（13）、挡液帘导轨（11）、挡液帘拉杆（12）和卷帘盒（56），挡液帘拉杆（12）与挡液帘导轨（11）滑动连接，挡液帘（13）的一端固接挡液帘拉杆（12）上，另一端固接卷帘盒（56）内的卷帘轴上；导流管（5）的出液口固设在导流管阵列固定板（6）上，导流管阵列固定板（6）的一侧固设在导流管阵列固定板转轴（18）上，导流管阵列固定板转轴（18）两端设有导流管阵列固定板轴承（48）上，导流管阵列固定板轴承（48）则固设在集液装置机架（17）上；导流管阵列固定板（6）的另一侧搭接集液装置机架（17）且与集液单元阵列（16）的上表面呈平行状态。

2.根据权利要求1所述的垂直雾量分布测试装置，其特征在于：在雾滴分层收集器（4）最下部的几个集液合流器（14）处相应设置了集液量杯（19）。

3.一种采用权利要求1所述垂直雾量分布测试装置的测试方法，其特征在于按如下步骤：

1）液位预检测：先掀起导流管阵列固定板（6），通过非接触式集液量自动巡检系统（7）和控制系统（15）进行一次集液单元阵列（16）的集液量巡检并记录检测结果，作为各集液单元的初始液位；

2）集雾：调节水平集雾范围调节器（9）至相应水平集雾宽度，以雾滴分层收集器（4）为雾滴沉积平面进行相应时间和过程的喷雾，雾滴分层收集器（4）将各水平条带内沉积的雾滴收集入相应的集液单元；

3）集液量检测：再进行一次集液单元阵列（16）的集液量巡检得到检测结果，并与步骤1）初始液位检测结果作差，作为各集液单元的最终集液量；

4）排液：排掉各集液单元中的集液，分区排液过程可与集液量巡检过程同步进行，在检测某一列集液单元的集液量时，可同时对已检测完集液量的另一列集液单元进行排液；

5）雾量分布信息处理：通过控制系统（15）整理雾量分布测试结果，并存储或传输。

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