CN105136751B - 一种离心雾化施药技术测试方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离心雾化施药技术测试方法及装置，属于农业植物保护器具测试技术领域。该方法在试验装置上安置向压力传感器和流量传感器、转速传感器、激光粒度分析仪及摄影仪；这些器、仪的信号输出端分别接智能终端的对应端口；智能终端的转速控制端口、液流控制端口通过变频器分别接离心雾化器、风机驱动电机以及位于供液管路的流量阀控制器受控端；智能终端在试验装置工作时，通过读取预定的标准粒谱曲线、描绘实测粒谱曲线、将实测粒谱曲线与标注粒谱曲线相对比，得到所需的优化配置参数。采用本发明的方法不仅改变了称重测量的落后手段，而且真正实现了智能化的测试分析，可以得到优化配置的试验结果，以便作为进行实际操作的依据。

Description

一种离心雾化施药技术测试方法及装置

技术领域

本发明涉及一种获得优化数据的试验方法，尤其是一种离心雾化施药技术测试方法，同时还涉及实现该方法的相应装置，属于农业植物保护器具测试技术领域。

背景技术

农药剂型和作物种类的多样化，要求对不同病虫害的施药手段和喷洒方式也各有不同，结果导致植保施药装置品种繁多。

据申请人了解，常见的植保施药机具有喷雾器、喷粉器和烟雾机等。这些传统施药机具的雾化基本采用气力、液力和热分解原理，雾化的颗粒不够细密。随着植保机械的发展，各种结构形式和结构参数的离心雾化装置不断涌现，而通过改变离心雾化器的转速、流量来控制雾滴直径、以满足不同防治对象及气象条件对农药雾滴要求的离心雾化施药技术是公认的产生雾滴均匀度较好、雾滴粒谱范围较窄的可控雾滴施药技术。通过试验了解离心雾化器的各种性能参数，不仅是保证其制造质量的必要保证，并且对其进一步研发也具有重要意义。

检索发现，申请号为200720038131.4的中国专利申请公开了一种离心雾化综合性能试验台。该试验台含有可移动试验台架和安置在台架下部的供液泵,以及安装在台架上部的直流调速高速电机、风机和多功能安装座,风机的出风端固连风筒,直流调速高速电机安装于风筒内,电机中心与风机中心基本处于同一轴线上,其输出端连接多功能安装座,多功能安装座配有用以安装不同形式离心雾化部件的多功能接口,供液泵的输出端通过软管接至所述多功能安装座外端。这样,可以采用多功能接口可以将电机和各种离心雾化喷联接,启动后,电机带动离心喷头高速旋转,由供液泵向喷头供液,由风机通过风筒向喷头提供不同的风速与风量,从而完成各种离心雾化喷头测试试验。然而实践表明，该试验台存在以下不足之处：

1)流量测试采用称重法，即在药液箱底部安装称重传感器，通过计算药液箱在离心雾化器喷雾前与喷雾后的重量差，从而得出离心雾化器的喷雾流量。采用此测试方法只能测试离心雾化器在不同转速下的喷雾流量，无法通过对供液流量对离心雾化器雾化性能影响的分析判断，自动得出所需的优化配置参数。

2)采用2台电机分别驱动离心雾化器和风机叶轮，驱动离心雾化器和风机叶轮需要单独驱动调控，安装以及调控均不方便。

3)风机驱动的流动空气无法直接作用于离心雾化器，其间隔有电机，因此难以获得准确的测试数据。

发明内容

本发明的首要目的在于：针对上述现有技术存在的不足，提出一种可以通过对供液流量对离心雾化器雾化性能影响的分析判断，自动得出所需优化配置参数的离心雾化施药技术测试方法。

本发明进一步的目的在于：提出一种安装调控均更为方便的离心雾化施药技术测试装置。

本发明更进一步的目的在于：提出一种风机驱动的流动空气可以直接作用于离心雾化器的离心雾化施药技术测试装置，从而获得准确的测试数据，进而得出更为可靠优化配置参数。

为了达到以上首要目的，本发明的离心雾化施药技术测试方法在同轴安置离心雾化器和风机的测试装置上，安置向离心雾化器供液管路的压力传感器和流量传感器，以及检测离心雾化器和风机转速的转速传感器；所述离心雾化器的喷出端安置测试喷雾粒谱的激光粒度分析仪及捕捉喷雾影响的摄影仪；所述压力传感器、流量传感器、转速传感器以及激光粒度分析仪和摄影仪的信号输出端分别接智能终端的对应端口；所述智能终端的转速控制端口通过变频器分别接所述离心雾化器和风机驱动电机的受控端，所述智能终端的液流控制端口接位于供液管路的流量阀控制器受控端，其特征在于：所述智能终端在测试装置工作时，按如下步骤运行：

步骤一、读取预定的标准粒谱曲线；

步骤二、采集激光粒度分析仪和摄影仪的信号后描绘实测粒谱曲线；

步骤三、将实测粒谱曲线与标注粒谱曲线相对比，如果误差大于预定阈值，进入下一步；如果误差小于预定阈值，则进入第五步；

步骤四、按预定变化规律输出相应的电机转速、液流变化调控信号，逐渐改变相应的电机转速和液流压力、流量，返回第二步；

步骤五、采集相应的电机转速以及液流压力和流量数据作为所需优化配置参数输出。

由此可见，采用本发明的方法不仅改变了称重测量的落后手段，而且真正实现了智能化的测试分析，可以得到优化配置的试验结果，以便作为进行实际操作的依据。

为了达到进一步的目的，本发明的离心雾化施药技术测试装置包括同轴安置的离心雾化器和风机、向离心雾化器供液管路的压力传感器和流量传感器，以及检测离心雾化器和风机转速的转速传感器；所述离心雾化器的喷出端安置测试喷雾粒谱的激光粒度分析仪及捕捉喷雾影响的摄影仪；所述压力传感器、流量传感器、转速传感器以及激光粒度分析仪和摄影仪的信号输出端分别接智能终端的对应端口；所述智能终端的转速控制端口通过变频器分别接所述离心雾化器和风机电机的驱动受控端，所述智能终端的液流控制端接用以控制位于供液管路中流量阀的流量阀控制器受控端；其特征在于：所述离心雾化器和风机分别安装在两电机输出轴上，所述两电机输出轴分别由位于同一电机壳体内的两同轴转子延伸出，所述两同轴转子外分别对应位于同一电机壳体内的两定子，构成双输出轴电机。

这样构成的双输出轴电机不仅可以完成通过调控各种有关参数满足离心雾化器的测试试验要求，而且结构明显简化，大大方便了安装调试。

为了达到更进一步的目的，所述风机的电机输出轴为外端固定风机叶片的空心轴，所述离心雾化器的电机输出轴穿出所述风机的电机输出轴，所述离心雾化器的电机输出轴穿出端安装离心雾化器。这样合理巧妙的结构改进，使得风机叶片和离心雾化器位于同一电机壳体的同一端，因此可以完全排除电机壳体的影响，使风机驱动的流动空气直接作用于离心雾化器，从而获得十分准确的测试数据，为得到可靠的优化配置参数奠定了基础。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明实施例一的测试装置结构示意图。

图2为图1实施例的双轴输出电机结构示意图。

图3为本发明实施例二的双轴输出电机结构示意图。

图4为图1实施例智能终端的运行过程流程图。

图5为本发明实施例一的预定标准粒谱曲线。

图6为本发明实施例一的实测粒谱曲线。

具体实施方式

实施例一

本实施例的离心雾化施药技术测试方法采用图1所示的测试装置实现，该装置可移动试验台6上通过多功能接头1同轴安置离心雾化器9和风机3。如图2所示，离心雾化器9和风机3分别安装在双输出轴电机2的两电机输出轴2-1、2-2上，此两电机输出轴2-1、2-2分别由通过轴承支撑于同一电机壳体内的两同轴转子2-A、2-B延伸出，两同轴转子2-A、2-B外分别对应位于同一电机壳体内的两定子绕组2-a、2-b。

在向离心雾化器9供液管路4中安置压力传感器和流量传感器，在离心雾化器9和风机3附近安置相应的转速传感器。离心雾化器9的喷出端安置测试喷雾粒谱的激光粒度分析仪(本实施例采用济南微纳科技有限公司，型号Winner318B)及捕捉喷雾影响的摄影仪。压力传感器、流量传感器、转速传感器以及激光粒度分析仪和摄影仪的信号输出端分别通过多串口卡接作为智能终端的工控计算机12的对应端口。工控计算机12的转速控制端口经PLC后通过变频器11分别接双输出轴电机对应离心雾化器和风机的驱动受控端，其液流控制端经PLC10后接用以控制位于供液管路4中流量阀5的流量阀控制器(请提供制造厂商以及型号)受控端。图中7、8分别为安置在可移动试验台6上的异形药箱和其中的潜水电泵。

工控计算机12在本实施例的测试装置工作时，按如下步骤运行(参见图4)：

步骤一、读取预定的标准粒谱曲线，本实施例的标准粒谱曲线如图5所示，预先设定理想雾滴(即有效雾滴)的体积中值直径(VMD)为45μm。该曲线数的据分布越集中，则表明雾滴云中有效雾滴的数量较多，被测离心雾化器的转速、压力、流量等工作参数约符合设计要求。

步骤二、采集激光粒度分析仪和摄影仪的信号后描绘实测粒谱曲线；通过本实施例的激光粒度分析仪及其配载的软件，可直接生成被测离心雾化器雾化产生的雾滴云的粒谱曲线如图6所示。

步骤三、显然图6实测的粒谱曲线数据分布较宽，说明其无效雾滴(小雾滴与大雾滴)的数量较多，易产生雾滴漂移与流失现象，将实测粒谱曲线与标注粒谱曲线相对比，被测离心雾化器雾化产生的雾滴云的体积中值直径(VMD)为157.52μm，远大于45μm，且超过45μm正、负20％的阈值范围，因此被测离心雾化器的转速、流量等工作参数需进一步优化。

步骤四、按预定的原参数5％的变化步幅调整控制参数，本实施例主要是减小流量而提高转速，返回第二步；经过几次循环，直至使雾滴云的体积中值直径(VMD)达到50μm，符合阈值范围的要求，进入下一步。

步骤五、采集离心雾化器和风机转速以及液流压力和流量数据作为所需优化配置参数输出，本实施例三折弯喷雾管路结构、雾化转盘直径φ260mm的离心雾化器进行验证测试当离心雾化器转速为2700r/min、供液流量为0.65L/min时，实测粒谱曲线趋近标准粒谱曲线，因此以此作为所需优化配置参数输出，用于指导同等配置的实际操作。

步骤六、判断是否接到结束测试指令信号，如是则结束测试，入否则转到第一步。

实践证明，本实施例具有如下特点：

1)双输出轴电机调节离心雾化器转速以及风送系统产生的风压、风量，既满足了试验需求，又简化了系统结构；

2)双输出轴电机的一输出端安装多功能接头，用以匹配不同结构型式的离心雾化器，从而可以完成各种离心雾化器的测试试验；该电机的另一输出端安装风机叶轮(风送装置)，依据不同离心雾化器的测试需求，可以提供不同的风速与风量；

3)闭环控制系统可精准调控双输出轴电机的2个输出转速，以满足对离心雾化器转速、辅助风速与风量等因素对离心雾化器雾化性能影响的研究需要；

4)通过精确的流量控制阀可精准调节离心雾化器的供液流量，以满足研究该因素对离心雾化器雾化性能影响的研究需要；

5)通过转速传感器、压力传感器实时采集被测离心雾化器的转速、压力等工作参数；通过激光粒度分析仪采集雾滴粒谱及喷雾分布模型，借助高速摄影仪采集反应农药雾化过程的图像，之后进行必要的数据处理后，看实现多参数的同步测定与数据综合分析，快速准确获得所需的优化配置结果参数。

6)可对农药雾化过程进行动态测试，从而满足了对不同结构型式(转盘式、转笼式等)、不同结构参数(雾化器直径、转盘沟槽分布、尖齿数量等)、不同工作参数(转速、流量)条件下的农药离心雾化机理进行深入研究的需求。

实施例二

本实施例的离心雾化施药技术测试方法采用的测试装置与实施例一基本相同，不同之处在于双输出轴电机2如图3所示，风机的电机输出轴2-2为外端用于固定风机叶片的空心轴，离心雾化器的电机输出轴2-1穿出风机的电机输出轴2-2，离心雾化器的电机输出轴穿出端用于安装离心雾化器。这样不仅结构十分紧凑，而且巧妙排除了电机壳体对风送的影响，可以获得十分准确的测试数据和优化配置参数。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种离心雾化施药技术测试方法，在同轴安置离心雾化器和风机的测试装置上，安置向离心雾化器供液管路的压力传感器和流量传感器，以及检测离心雾化器和风机转速的转速传感器；所述离心雾化器的喷出端安置测试喷雾粒谱的激光粒度分析仪及捕捉喷雾影响的摄影仪；所述压力传感器、流量传感器、转速传感器以及激光粒度分析仪和摄影仪的信号输出端分别接智能终端的对应端口；所述智能终端的转速控制端口通过变频器分别接所述离心雾化器和风机驱动电机的受控端，所述智能终端的液流控制端口接位于供液管路的流量阀控制器受控端，其特征在于：所述智能终端在测试装置工作时，按如下步骤运行：

步骤一、读取预定的标准粒谱曲线；

步骤二、采集激光粒度分析仪和摄影仪的信号后描绘实测粒谱曲线；

步骤三、将实测粒谱曲线与标注粒谱曲线相对比，如果误差大于预定阈值，进入下一步；如果误差小于预定阈值，则进入第五步；

步骤四、按预定变化规律输出相应的电机转速、液流变化调控信号，逐渐改变相应的电机转速和液流压力、流量，返回第二步；

步骤五、采集相应的电机转速以及液流压力和流量数据作为所需优化配置参数输出。

2.一种离心雾化施药技术测试装置，包括同轴安置的离心雾化器和风机、向离心雾化器供液管路的压力传感器和流量传感器，以及检测离心雾化器和风机转速的转速传感器；所述离心雾化器的喷出端安置测试喷雾粒谱的激光粒度分析仪及捕捉喷雾影响的摄影仪；所述压力传感器、流量传感器、转速传感器以及激光粒度分析仪和摄影仪的信号输出端分别接智能终端的对应端口；所述智能终端的转速控制端口通过变频器分别接所述离心雾化器和风机电机的驱动受控端，所述智能终端的液流控制端接用以控制位于供液管路中流量阀的流量阀控制器受控端；其特征在于：所述离心雾化器和风机分别安装在两电机输出轴上，所述两电机输出轴分别由位于同一电机壳体内的两同轴转子延伸出，所述两同轴转子外分别对应位于同一电机壳体内的两定子，构成双输出轴电机。

3.根据权利要求2所述的离心雾化施药技术测试装置，其特征在于：所述风机的电机输出轴为外端固定风机叶片的空心轴，所述离心雾化器的电机输出轴穿出所述风机的电机输出轴，所述离心雾化器的电机输出轴穿出端安装离心雾化器。