CN203663722U - 一种用于表征内流浓度场的在线混药器 - Google Patents
一种用于表征内流浓度场的在线混药器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及了一种用于表征内流浓度场的在线混药器，属于植保机械领域。所述的混药器包括载流管接口、射流嘴、吸药管、吸药室、混合室、扩散管、混合液出口。在线混药器的各个部分的材质均采用石英玻璃，它们是由一体成型模具制成一体的，可以避免药液泄露而影响装置的清晰度，更重要的是有利于观察混合室内农药的内流浓度场分布情况。
Description
技术领域
本发明涉及一种在线混药器，该混药器可以用来表征内流浓度场，属于植保机械领域。
背景技术
在农药喷施过程中，在线混药与传统预先通过人工进行药箱混药相比，一方面避免了人工混药和清洗，提高了安全性，另一方可以根据田间状况实现药量与施药机器行驶速度的自动匹配。在线混药中混药器对于混药均匀性起到重要的作用，混药不均匀使得局部农药浓度过小或过大都会对农作物造成不良的影响。农药局部浓度低，则不能有效防治病虫害；局部浓度过高，则形成农药浪费，而且严重污染环境。喷雾器喷出的农药浓度均匀性与混药器中混药室内农药的均匀度有密切的关系。为直观的考察混药器中混药室中农药的均匀度，则需要对混药室内农药的内流浓度场分布情况进行表征，从表征结果优化混药器结构参数，从而达到提高农药有效利用的目的。为了能够直观的表征内流浓度场，就需要混药室部分不仅透明度高，而且要抗高速水形成的高压，不使混药室受强压力而破碎。通过对混药管内流体进行拍摄，通过图像分析，对内流浓度场进行表征。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够满足通过高速摄像表征内流浓度场的在线混药器。
本发明用于表征内流浓度场的在线混药器的技术方案是：设计一种用于表征内流浓度场的在线混药器，该混药器包括载流管接口1、射流嘴2、吸药管3、吸药室4、混药室5、扩散管6、混合液出口7，它们是由一体成型模具制成一体的；载流管接口1与射流嘴2前端连接；吸药管3与吸药室4连接；射流嘴2后端和吸药室4尾端与混药室5前端连接；混药室5尾端与扩散管6前端连接；扩散管6尾端与混合液出口7连接，射流嘴2有收敛角θ8。
在线混药器其材质为石英玻璃，具有很好的透光性，可以通过高速摄像机对混药室5内溶液颜色变化表征内流浓度场。
混药室5的直径为3-5mm，壁厚厚度在5-7mm，长度为3.5-4.0mm，可以承压1兆帕。
射流嘴2的收敛角θ为15-18°，射流嘴2存在的收敛角使得射流嘴2前端截面积大而尾端截面积小，载流进入射流嘴2尾端的压力比在射流嘴2前端的压力高，经过射流嘴2尾端的高压载流形成强大的冲击力并进入混药室5内，提高农药的混合均匀性。
在使用该装置时，载流管接口1与水注入装置以水管连接，吸药管3与药箱以水管连接，混合液出口7与喷杆以水管连接，以上三个连接处均是通过螺栓连接。
以硫代硫酸钠溶液模拟水，碘单质+淀粉变蓝色的溶液模拟农药，硫代硫酸钠溶液通过水注入装置从载流管接口1注入，进入射流嘴2形成高速流体进入混药管5，形成的高速流体在吸药室4形成真空。由于吸药室4是真空，使得碘单质+淀粉变蓝色的溶液通过吸药管3进入吸药室4，碘单质+淀粉变蓝色的溶液被高速流体吸入混药室5，与硫代硫酸钠溶液发生化学反应，碘单质被还原成碘离子，蓝色溶液变成无色。硫代硫酸钠溶液与碘+淀粉变蓝色的溶液混合的部分发生化学反应，蓝色褪去。混合后的溶液通过扩散管6扩散，经过混合液出口7流出。
将一束平行光照射在混药室5上，高速摄像机平行置于混药器5上有平行光的一面，并对混药室5中的溶液混合情况进行实时摄像，通过摄像中溶液颜色的变化情况，进行计算流体动力学分析，对内流浓度场进行表征。
附图说明
图1为用于表征内流浓度场的在线混药器的结构示意图。
其中，1—载流管接口、2—射流嘴、3—吸药管、4—吸药室、5—混药室、6—扩散管、7—混合液出口、8—收敛角θ。
具体实施方式
实际使用该在线混药器时，载流管接口与载流注入装置以水管连接，吸药管与药箱以水管连接，混合液出口与喷杆以水管连接，以上三个连接处均是通过螺栓连接。
载流管接口1连接载流注入装置，模拟水硫代硫酸钠溶液经过射流嘴2形成高速流体进入混药管5，形成的高速流体在吸药室4形成真空。由于吸药室4是真空，使得碘单质+淀粉变蓝色的溶液通过吸药管3进入吸药室4，碘单质+淀粉变蓝色的溶液被高速流体吸入混药室5，与硫代硫酸钠溶液发生化学反应，碘单质被还原成碘离子，蓝色溶液变成无色。在混药室5中硫代硫酸钠溶液与碘+淀粉变蓝色的溶液混合的部分发生化学反应，蓝色褪去。若两者充分混合均匀，则蓝色溶液变成无色溶液，经过扩散管6扩散后变成低速高压混合液，经过混合液出口7流出，通过喷雾喷头形成喷雾。
将一束平行光照射在混药室5上，高速摄像机平行置于混药器5上有平行光的一面，并对混药室5中的溶液混合情况进行实时摄像，通过摄像中溶液颜色的变化情况，进行计算流体动力学分析，对内流浓度场进行表征。
Claims (4)
1.一种用于表征内流浓度场的在线混药器，其特征在于：包括载流管接口（1）、射流嘴（2）、吸药管（3）、吸药室（4）、混药室（5）、扩散管（6）、混合液出口（7），它们是由一体成型模具制成一体的；载流管接口（1）与射流嘴（2）前端连接；吸药管（3）与吸药室（4）连接；射流嘴（2）后端和吸药室（4）尾端与混药室（5）前端连接；混药室（5）尾端与扩散管（6）前端连接；扩散管（6）尾端与混合液出口（7）连接，射流嘴（2）有收敛角θ（8）。
2.根据权利要求1所述的一种用于表征内流浓度场的在线混药器，其特征在于：其材质为石英玻璃。
3.根据权利要求1所述的一种用于表征内流浓度场的在线混药器，其特征在于：混药室（5）的直径为3-5mm，壁厚厚度在5-7mm，长度为3.5-4.0 mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于表征内流浓度场的在线混药器，其特征在于：射流嘴（2）的收敛角θ（8）为15-18°。
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| CN104756970A (zh) * | 2015-02-13 | 2015-07-08 | 南京林业大学 | 一种活动式混药器 |
| CN113267456A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-08-17 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种基于图像处理的喷雾场局部混合比测量方法 |
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