CN202310980U - 一种pwm变量喷雾试验装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种PWM变量喷雾试验装置，其包括：依次连接的气泵、气罐、药罐及喷头；所述药罐与所述喷头之间的连接管路上还设置有电磁阀，所述电磁阀用于控制喷头开闭以改变流量；所述电磁阀由PWM波发生器控制，所述PWM波发生器用于产生PWM波。该装置能够精确控制喷雾压力，可以便捷设定PWM频率和占空比等参数。

Description

一种PWM变量喷雾试验装置
技术领域
本实用新型涉及一种PWM变量喷雾试验装置，特别涉及一种能够精确控制喷雾压力，便捷设定PWM频率和占空比等参数的试验装置。
背景技术
在农业病虫害防治中，农药发挥着举足轻重的作用。然而农药的过量施用导致大量农药残留，严重污染着生态环境，威胁着农产品安全。精准喷药技术是降低农药残留有效手段之一，其精髓是精确获取靶标相关信息，实施按需施药。
变量喷雾技术是对靶喷药实施的保障，主要有改变压力控制流量法、改变行走速度调节施药量法和基于脉宽调制(PWM)技术的流量控制法。改变压力控制流量法的依据是喷雾流量与液压的平方根成比例，但对于一定流量控制范围，所需要的压力调节范围须非常宽，而压力的变化会改变雾滴粒径和喷雾分布方式，很难达到喷雾性能要求。改变行走速度调节施药量法，由于行走速度变化较慢，应用范围具有较大局限性。基于PWM技术的流量控制法利用PWM波控制电磁阀频繁开关以控制工作流量，进而对喷雾量按需控制，其调节范围宽，工作稳定，受到广泛关注。
为了深入研究PWM变量喷雾技术，需要能够精确控制试验环境条件的试验平台做支撑。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型要解决的技术问题是需要提供一种PWM变量喷雾试验装置，该装置能够精确控制喷雾压力，可以便捷设定PWM频率和占空比等参数。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种PWM变量喷雾试验装置，其包括：
依次连接的气泵、气罐、药罐及喷头；
所述药罐与所述喷头之间的连接管路上还设置有电磁阀，所述电磁阀用于控制喷头开闭以改变流量；所述电磁阀由PWM波发生器控制，所述PWM波发生器用于产生PWM波。
作为上述技术方案的优选，所述PWM波发生器连接到计算机，所述计算机用于接收用户PWM参数设置并向PWM波发生器发出控制命令。
作为上述技术方案的优选，所述PWM波发生器与所述计算机通过RS232串口通讯。
作为上述技术方案的优选，所述PWM波发生器包括第一单片机及与其连接的用于与计算机通讯的串口通信电路、用于连接到电源的降压稳压电路及用于控制所述电磁阀的电磁阀驱动电路。
作为上述技术方案的优选，所述气罐内部设置有压力传感器，其用于实时采集气罐内气体压力；所述压力传感器连接到调压控制器，其用于自动调节气罐压力到预设压力；所述调压控制器控制有所述气泵与所述气罐之间管路上设置的PID调压阀。
作为上述技术方案的优选，所述调压控制器包括单片机，及与其连接的用于连接到压力传感器的电流电压转换电路、用于连接到电源的降压稳压电路、用于驱动PID调节阀的D/A转换电路、用于用户控制信息输入的键盘及LCD显示屏。
(三)有益效果
上述技术方案所提供的一种PWM变量喷雾试验装置，其包括：依次连接的气泵、气罐、药罐及喷头；所述药罐与所述喷头之间的连接管路上还设置有电磁阀，所述电磁阀用于控制喷头开闭以改变流量；所述电磁阀由PWM波发生器控制，所述PWM波发生器用于产生PWM波。该装置能够精确控制喷雾压力，可以便捷设定PWM频率和占空比等参数。
附图说明
图1是本实用新型实施例的PWM变量喷雾试验装置的工作状态示意图；
图2是本实用新型实施例的PWM变量喷雾试验装置的PWM波发生器的组成框图；
图3是本实用新型实施例的PWM变量喷雾试验装置的PID调压控制器的组成框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型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实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
如图1所示，图1是本实用新型实施例的PWM变量喷雾试验装置的工作状态示意图。该PWM变量喷雾试验装置包括：依次连接的气泵、气罐、药罐及喷头；气泵用于为气罐供气；气罐用于以恒定压力存储气体；药罐的罐内上面是空气，下面是药液；与喷头对应处设置收集皿。气泵压缩空气向气罐提供一定压力的气体，气体通过管道进入药罐，药液在气体压力的作用下沿药罐底部管道经过喷头喷射出去，收集皿能够收集药液以测量其体积。药罐与喷头之间的连接管路上还设置有电磁阀，电磁阀用于控制喷头频繁开闭以改变流量；电磁阀由PWM波发生器控制，PWM波发生器用于产生PWM波。
PWM波发生器连接到计算机，计算机用于接收用户PWM参数设置并向PWM波发生器发出控制命令。PWM波发生器，用于根据计算机控制命令产生PWM波以控制电磁阀。
PWM波发生器与计算机通过RS232串口通讯。用户使用计算机软件设置PWM波频率和占空比，计算机通过RS232串口将参数发送给PWM波发生器产生PWM波，按要求控制电磁阀频繁开闭。也可以通过并口等实现数据的通讯。
PWM波发生器包括第一单片机及与其连接的用于与计算机通讯的串口通信电路、用于连接到电源的降压稳压电路及用于控制电磁阀的电磁阀驱动电路。如图2所示，为本实用新型实施例的PWM变量喷雾试验装置的PWM波发生器的组成框图。第一单片机可以选择如型号STC12C5A60S2、串口通信电路用于实现计算机和第一单片机通信。电磁阀(浙江温岭捷凯阀业有限公司GE8200-2)驱动电压为12v，第一单片机无法直接驱动，需要设计驱动电路对第一单片机驱动信号进行放大。降压稳压电路实现直流12v向直流5v的转换为第一单片机供以5v稳定电压。
气罐内部设置有压力传感器，其用于实时采集气罐内气体压力；压力传感器连接到调压控制器，其用于自动调节气罐压力到预设压力；调压控制器控制有气泵与气罐之间管路上设置的PID调压阀。调压控制器通过压力传感器采集气罐内气体压力，并实时控制PID调压阀，使压力恒定于用户设定压力。
调压控制器包括单片机，及与其连接的用于连接到压力传感器的电流电压转换电路、用于连接到电源的降压稳压电路、用于驱动PID调节阀的D/A转换电路、用于用户控制信息输入的键盘及LCD显示屏。调压控制器，用于自动调节气罐压力于用户设定压力值上；PID调压阀，用于执行调压控制器控制命令。
如图3所示，为本实用新型实施例的PWM变量喷雾试验装置的PID调压控制器的组成框图。调压控制器的核心是第二单片机如其具体型号为STC12C5A60S2，它集成了8路数模转换器，支持串行通信功能。4×4键盘和128×64LCD显示屏作为控制器的输入输出设备，用于和用户进行信息交换，接收用户压力设置并将设置压力和实际压力显示给用户。压力传感器(美国传感器技术公司AST4100)将压力信息转换为4-20mA电流信号，经电流电压转换后送给第二单片机内置的A/D转换电路，第二单片机根据用户设置压力和实际压力输出数字控制信号，该信号经过数模转换后控制PID调压阀(FESTOMPPE-3-1/8-6-420-B)。直流24v适配器为压力传感器和PID调压阀提供电源，降压稳压电路将24v电压转换为直流5v电源为第二单片机供电。
本实施例中计算机需设置相应的计算机软件，具体的计算机软件主要具有串口设置、PWM波参数输入和PWM波输出启停功能。串口设置用于设置和单片机通信的串口号、波特率、校验位、数据位和停止位等参数。当用户发出启动命令，软件会打开串口并通过串口向PWM波发生器发送PWM参数和启动命令字符串；当发出停止命令时，软件发送停止命令字符串以使PWM波发送器停止输出PWM波信号并关闭计算机串口。
由以上实施例可以看出，本实用新型实施例提供的一种PWM变量喷雾试验装置，其包括：依次连接的气泵、气罐、药罐及喷头；药罐与喷头之间的连接管路上还设置有电磁阀，电磁阀用于控制喷头开闭以改变流量；电磁阀由PWM波发生器控制，PWM波发生器用于产生PWM波。该装置能够精确控制喷雾压力，可以便捷设定PWM频率和占空比等参数。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种PWM变量喷雾试验装置，其特征在于，其包括：
依次连接的气泵、气罐、药罐及喷头；
所述药罐与所述喷头之间的连接管路上还设置有电磁阀，所述电磁阀用于控制喷头开闭以改变流量；所述电磁阀由PWM波发生器控制，所述PWM波发生器用于产生PWM波。
2.根据权利要求1所述的PWM变量喷雾试验装置，其特征在于，所述PWM波发生器连接到计算机，所述计算机用于接收用户PWM参数设置并向PWM波发生器发出控制命令。
3.根据权利要求2所述的PWM变量喷雾试验装置，其特征在于，所述PWM波发生器与所述计算机通过RS232串口通讯。
4.根据权利要求2所述的PWM变量喷雾试验装置，其特征在于，所述PWM波发生器包括第一单片机及与其连接的用于与计算机通讯的串口通信电路、用于连接到电源的降压稳压电路及用于控制所述电磁阀的电磁阀驱动电路。
5.根据权利要求1所述的PWM变量喷雾试验装置，其特征在于，所述气罐内部设置有压力传感器，其用于实时采集气罐内气体压力；所述压力传感器连接到调压控制器，其用于自动调节气罐压力到预设压力；所述调压控制器控制有所述气泵与所述气罐之间管路上设置的PID调压阀。
6.根据权利要求5所述的PWM变量喷雾试验装置，其特征在于，所述调压控制器包括单片机，及与其连接的用于连接到压力传感器的电流电压转换电路、用于连接到电源的降压稳压电路、用于驱动PID调节阀的D/A转换电路、用于用户控制信息输入的键盘及LCD显示屏。
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