CN103478109B - 一种产生农药定量直径喷洒雾滴的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及农业技术领域，尤其涉及一种产生农药定量直径喷洒雾滴的装置及方法。该装置通过控制中心控制驱动电机，驱动电机带动丝杠转动，丝杠带动滑动器在导轨上到达指定准确位置，活塞随滑动器缓慢运动，将雾滴发生器里的药液定量挤出，活塞从雾滴腔里运动后挤出的药液通过引导管形成微小的单个雾滴，通过精准控制挤出药液量从而生成特定粒径的雾滴，可广泛用于水敏纸测试雾滴扩散、单个雾滴蒸发特性等研究以及农药特性试验，具有广阔的应用前景。

Description

一种产生农药定量直径喷洒雾滴的装置及方法
技术领域
本发明涉及农业技术领域，尤其涉及一种产生农药定量直径喷洒雾滴的装置及方法。
背景技术
化学农药作为植物生长的病虫害防治的有效手段受到了各国农民的普遍欢迎，然而随着化学农药大量使用，随之产生的问题也不断增加，如土壤板结，在一定程度上降低了土壤的肥力，给粮食增产带来了阻力；如大气、水体污染，对人类自身以及其他动物造成了危害。经过多年研究，结合国外技术成果，农药的飘移沉积为诸上危害的主要来源之一，目前还没有任何一种仪器可以生成特定粒径的农药雾滴，因此，对农药雾滴的扩散性、单个雾滴蒸发特性的研究还没有真正开展，严重影响了农业生产的需求。
因此，针对以上不足，本发明提供了一种产生农药定量直径喷洒雾滴的装置及方法。
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解决现有技术中没有任何一种仪器可以生成特定粒径的农药雾滴，对农药雾滴的扩散性、单个雾滴蒸发特性的研究还没有真正开展，严重影响了农业生产需求的问题。
（二）技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种产生农药定量直径喷洒雾滴的装置，该装置包括滑动器，所述滑动器位于轨道上并可沿所述轨道滑动，滑动器的一端与活塞的一端连接，另一端通过丝杠与驱动电机连接，所述活塞的另一端随滑动器的滑动而在雾滴发生器内移动，并将所述雾滴发生器内的雾滴通过引导管释放。
进一步地，所述雾滴发生器卡接于支架上。
进一步地，在所述支架上还设有用于清除所述雾滴发生器内的气泡的震动单元。
进一步地，所述震动单元包括偏心配重模块和与所述偏心配重模块连接的缓冲模块，所述偏心配重模块转动产生高频震动，并通过所述缓冲模块将震动减缓为气泡的溢出频率。
进一步地，所述缓冲模块的材质为橡胶。
进一步地，所述活塞的最小推进精度为0.2mm，雾滴的直径为200微米-750微米。
进一步地，还包括控制中心和驱动器，所述驱动器用于接收和获取所述控制中心的指令，并根据该指令控制所述驱动电机工作。
进一步地，所述雾滴的直径对应的数学模型为： 其中，N是活塞前进的数量距离，Sn是活塞的横截面积，α是液体修正系数，Dg为雾滴直径。
本发明还提供了一种产生农药定量直径喷洒雾滴的方法，该方法包括如下步骤：
S1、在雾滴发生器内注入药液；
S2、驱动电机工作，带动丝杠旋转，将雾滴发生器内的一个雾滴通过引导管释放；
S3、测定释放的雾滴的直径，通过雾滴的直径对应的数学模型计算液体的修正系数；
S4、重新产生所需的雾滴直径。
（三）有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：本装置通过控制中心控制驱动电机，驱动电机带动丝杠转动，丝杠带动滑动器在导轨上到达指定准确位置，活塞随滑动器缓慢运动，将雾滴发生器里的药液定量挤出，活塞从雾滴腔里运动后挤出的药液通过引导管形成微小的单个雾滴，通过精准控制挤出药液量从而生成特定粒径的雾滴，可广泛用于水敏纸测试雾滴扩散、单个雾滴蒸发特性等研究以及农药特性试验，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例产生农药定量直径喷洒雾滴的装置的结构示意图；
图2是本发明实施例雾滴发生器部分的放大图；
图3是本发明实施例震动单元的示意图；
图4是本发明实施例的原理示意图；
图5是本发明实施例产生农药定量直径喷洒雾滴的方法的流程图。
图中：1：控制中心；2：驱动器；3：驱动电机；4：丝杠；5：底座；6：滑动器；7：轨道；8：活塞；9：雾滴发生器；10：支架；11：引导管；12：刻度尺；13：缓冲模块；14：偏心配重模块。
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和图2所示，本发明实施例提供的一种产生农药定量直径喷洒雾滴的装置，该装置包括底座5，在底座5上设有支架10和轨道7。
轨道7上设有滑动器6，所述滑动器6位于轨道7上并可沿所述轨道7滑动，滑动器6的一端与活塞8的一端连接，另一端通过丝杠4与驱动电机3连接，所述驱动电机3用来产生雾滴挤压的动力。所述丝杠4为高精度的滚珠丝杠。
所述活塞8为金属杆状，用来在雾滴发生器9的内腔移动，将雾滴挤出，活塞8的另一端随滑动器6的滑动而在雾滴发生器9内移动，并将所述雾滴发生器9内的雾滴通过引导管11释放；所述雾滴发生器9卡接于支架10上。出于效果的考虑，优选地，引导管11和雾滴发生器9连通，挤压形成的雾滴顺着引导管11流出，并在引导管11的末端形成圆形雾滴，并顺利的在引导管11末端落下。
驱动电机3通过驱动器2与控制中心1连接，所述驱动器2用于接收和获取所述控制中心1的指令，并根据该指令控制所述驱动电机3工作。通常，所述控制中心1为计算机。计算机通过232串口连接驱动器2，用来将用户在计算机输入的雾滴直径数值转化为本装置的机器指令，计算机发送指令，所述活塞8的最小推进精度为0.2mm，可自动完成200微米到750微米的单个农药雾滴。
如图3所示，在所述支架10上还设有用于清除所述雾滴发生器9内的气泡的震动单元。所述震动单元包括偏心配重模块14和与所述偏心配重模块14连接的缓冲模块13，所述偏心配重模块14转动产生高频震动，并通过所述缓冲模块13将震动减缓为气泡的溢出频率。出于成本的考虑，所述缓冲模块13的材质为橡胶。
所述震动单元保证了本装置释放的一个雾滴中不含有气泡，且能保证释放的雾滴为一粒一粒释放，保证实验的精度。如果在工作过程中发现药液中有气泡，可以使用震动单元实现排气功能，雾滴发生器中的气泡通过挤压震动，自动清除气泡，避免雾滴里包含气泡而影响实验精度。
所述雾滴的直径对应的数学模型为：其中，N是活塞前进的数量距离，Sn是活塞的横截面积，α是液体修正系数，α是释放雾滴的直径与实际测定雾滴的直径的比值。
用户设定好雾滴的大小以及数量后，计算机将这些参数通过串口发送给驱动器，驱动器完成一下两步工作，第一，自动计算雾滴直径大小对应的雾滴体积量，第二，将体积量折算成雾滴发生器产生雾滴需要的挤压距离。计算后生成指令并将该指令发给驱动电机。驱动电机转动带动滑动器在轨道上移动。根据驱动器的指令，滑动器带动活塞缓慢插入雾滴发生器，精准控制插入的距离。
探针活塞需要前进1mm，生成200微米的雾滴，通常，活塞最小前进精度是0.2mm。
优选地，在雾滴发生器9上还设有刻度尺12，通过所述刻度尺12上的刻度可以很方便的观察药液移动的体积以及是否有气泡等问题，如果有气泡，可通过震动单元，自动清除气泡，避免雾滴里包含气泡而影响实验精度。
如图4所示，本发明产生农药定量直径喷洒雾滴的装置的原理如下：
计算机将用户设定参数发给驱动器，驱动提获取传输指令后，控制驱动电机动作，驱动电机带动丝杠，通过丝杠带动滑动器，滑动器在导轨上水平运动，带动活塞在雾滴发生器内做活塞挤压运动，挤压生成雾滴的大小对应一定的挤压空间，这个对应参数的数学模型上述已经介绍，这里不再赘述。雾滴粒径对比检验通过激光传感器测定，对比检验得出矫正系数α的数值。
例如可以是，释放一个标准的200微米直径的雾滴，通过激光传感器测定粒径的大小，例如为208微米，计算出矫正系数α的数值，α=200/208，将计算得到的矫正系数α输入到计算机，设定需要的雾滴粒径大小和数量，然后即可产生所需的精准标准雾滴。
如图5所示，本发明还提供了一种产生农药定量直径喷洒雾滴的方法，该方法包括如下步骤：
S1、在雾滴发生器内注入药液；
S2、驱动电机工作，带动丝杠旋转，将雾滴发生器内的一个雾滴通过引导管释放；
S3、测定释放的雾滴的直径，通过雾滴的直径对应的数学模型计算液体的修正系数；
S4、重新产生所需的雾滴直径。
综上所述，本装置通过控制中心控制驱动电机，驱动电机带动丝杠转动，丝杠带动滑动器在导轨上到达指定准确位置，活塞随滑动器缓慢运动，将雾滴发生器里的药液定量挤出，活塞从雾滴腔里运动后挤出的药液通过引导管形成微小的单个雾滴，通过精准控制挤出药液量从而生成特定粒径的雾滴，可广泛用于水敏纸测试雾滴扩散、单个雾滴蒸发特性等研究以及农药特性试验，具有广阔的应用前景。
以上所述仅是本发明的几种优选实施方式，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变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种产生农药定量直径喷洒雾滴的装置，其特征在于：包括滑动器(6)，所述滑动器(6)位于轨道(7)上并可沿所述轨道(7)滑动，滑动器(6)的一端与活塞(8)的一端连接，另一端通过丝杠(4)与驱动电机(3)连接，所述活塞(8)的另一端随滑动器(6)的滑动而在雾滴发生器(9)内移动，并将所述雾滴发生器(9)内的雾滴通过引导管(11)释放；
其中，所述雾滴发生器(9)卡接于支架(10)上；在所述支架(10)上还设有用于清除所述雾滴发生器(9)内的气泡的震动单元，所述震动单元包括偏心配重模块(14)和与所述偏心配重模块(14)连接的缓冲模块(13)，所述偏心配重模块(14)转动产生高频震动，并通过所述缓冲模块(13)将震动减缓为气泡的溢出频率。
2.根据权利要求1所述的产生农药定量直径喷洒雾滴的装置，其特征在于：所述缓冲模块(13)的材质为橡胶。
3.根据权利要求1所述的产生农药定量直径喷洒雾滴的装置，其特征在于：所述活塞(8)的最小推进精度为0.2mm，雾滴的直径为200微米-750微米。
4.根据权利要求1-3任一项所述的产生农药定量直径喷洒雾滴的装置，其特征在于：还包括控制中心(1)和驱动器(2)，所述驱动器(2)用于接收和获取所述控制中心(1)的指令，并根据该指令控制所述驱动电机(3)工作。
5.根据权利要求4所述的产生农药定量直径喷洒雾滴的装置，其特征在于：所述雾滴的直径对应的数学模型为：其中，N是活塞前进的数量距离，Sn是活塞的横截面积，α是液体修正系数，Dg为雾滴直径。
6.一种使用如权利要求1-5任一项所述的产生农药定量直径喷洒雾滴的装置进行喷洒雾滴的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、在雾滴发生器内注入药液；
S2、驱动电机工作，带动丝杠旋转，将雾滴发生器内的一个雾滴通过引导管释放；
S3、测定释放的雾滴的直径，通过雾滴的直径对应的数学模型计算液体的修正系数；
S4、重新产生所需的雾滴直径。
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