WO2002039814A1

WO2002039814A1 - Metodo y dispositivo de regulacion de caudal para un equipo de pulverizacion hidraulico de productos fitosanitarios

Info

Publication number: WO2002039814A1
Application number: PCT/ES2001/000413
Authority: WO
Inventors: Antonio Justribo Baradad; Jordi Palacin Roca; Carles Zanuy Fontanet; Jaume Arno Satorra
Original assignee: Antonio Justribo Baradad; Jordi Palacin Roca; Carles Zanuy Fontanet; Jaume Arno Satorra
Priority date: 2000-11-16
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2002-05-23
Also published as: AU2002214058A1; EP1346637A1; ES2171132B1; ES2171132A1

Abstract

Método y dispositivo de regulación de caudal para un equipo de pulverización hidráulico de productos fitosanitarios, aplicado a mantener constante el volumen aplicado por unidad de superficie, tanto en trayectorias rectas como en trayectorias resultantes de los giros de la máquina, mediante un sistema de pulverización pulsante, consiguiéndose adecuar el caudal de cada boquilla (16) en función de la velocidad efectiva de la misma, comprendiendo dos sensores (17) de velocidad diferencial, una unidad electrónica central (20) con microprocesador, un panel de mandos y actuadores (15) gobernados individualmente para cada boquilla (16), regulándose el caudal de cada una de las boquillas (16) variando la duración del estado abierto de la electroválvula (15) correspondiente, y existiendo unos medios para generar alarmas cuando la velocidad de al menos una de las boquillas es inadecuada, posibilitando una medida correctora.

Description

MÉTODO Y DISPOSITIVO DE REGULACIÓN DE CAUDAL PARA UN EQUIPO

DE PULVERIZACIÓN HIDRÁULICO DE PRODUCTOS FITOSANITARIOS

Campo de la invención La presente invención concierne a un método de regulación de caudal para un equipo de pulverización hidráulico de productos fitosanitarios, y más particularmente a un método de regulación de caudal para un equipo agrícola de pulverización hidráulico de productos fitosanitarios del tipo que comprende una barra de aplicación provista de múltiples boquillas que se desplaza sobre un terreno a tratar, bien sea sobre una plataforma autopropulsada o arrastrada por un vehículo tractor, o montado sobre el mismo.

A lo largo del presente texto se entenderá por barra o barra de aplicación, una estructura alargada portadora de una conducción a la que estáiiconectadas unas boquillas distribuidoras y cuya estructura alargada se dispone, en general, transversal al sentido de avance.

Antecedentes de la invención

La pulverización de productos fitosanitarios en cultivos agrícolas es una práctica ampliamente extendida y presenta múltiples ventajas para los agricultores. La aplicación de productos fitosanitarios lleva implícito un notable riesgo de impacto medioambiental, y este hecho ha ocasionado que actualmente se tienda a potenciar el desarrollo de sistemas de aplicación que minimicen estos posibles efectos negativos.

Para la aplicación de productos fitosanitarios en cultivos bajos se utiliza habitualmente un equipo de pulverización hidráulico, el cual consta genéricamente de un depósito de líquido a pulverizar, una barra de soporte provista de múltiples boquillas de pulverización y una bomba para impulsar el líquido del depósito a las boquillas. Este conjunto de equipo de pulverización va montado generalmente sobre un tractor o sobre una plataforma independiente arrastrada por un tractor o autopropulsada.

En los equipos de pulverización de este tipo del estado de la técnica, la regulación del volumen de líquido aplicado por unidad de superficie así como el control y/o mantenimiento de un volumen por unidad de superficie constante, depende de tres parámetros básicos, a saber:

- la presión de funcionamiento (p);

- el caudal de las boquillas (q) o de la barra (Q); y

- la velocidad de avance de trabajo del equipo de pulverización (v). Se conocen aparatos que disponen de un sistema de regulación de la presión que proporciona una presión de trabajo constante (PC) instalado en el equipo, lo cual tiene la ventaja de que el ángulo de proyección y el espectro (distribución de los tamaños de gota) del líquido pulverizado se mantienen substancialmente constantes y, por consiguiente, se pueden fijar a un nivel deseado conociendo las características de las boquillas y seleccionando una presión constante de trabajo adecuada. Sin embargo, con una presión de trabajo constante (PC), para mantener uniforme el volumen de líquido aplicado por unidad de superficie (Y) es necesario mantener también constante la velocidad de avance de trabajo del equipo de pulverización (V), lo cual es un serio inconveniente.

Por otro lado, también se conocen máquinas que llevan instalado un sistema de regulación de la presión que suministra una distribución proporcional, ya sea a las revoluciones del motor (DPM) o al avance del equipo (DPA), con lo que se consigue mantener constante el volumen aplicado por unidad de superficie (V), independientemente de la velocidad (v) de la maquina. Sin embargo, debido a que en este caso la regulación se realiza variando la presión del líquido, los ángulos de proyección del chorro de las boquillas varían de acuerdo con la velocidad, lo que produce una irregular distribución transversal del líquido pulverizado bajo la barra y produce una irregularidad en el tamaño de las gotas y en número de impactos de gota por unidad de superficie. Estas irregularidades podrían llevar a que la aplicación se alejara de la considerada óptima según los objetivos del tratamiento.

Otro sistema de regulación conocido es el que permite la inyección directa de la materia activa (Concentración Proporcional al Avance CPA). En este sistema, el producto fitosanitario a aplicar y un vehículo de soporte líquido, típicamente agua, se encuentran en circuitos independientes y el sistema efectúa una mezcla de los mismos en proporciones variables adecuadas según la velocidad de desplazamiento de la máquina, consiguiéndose con ello mantener constante la dosis aplicada por unidad de superficie, manteniendo el sistema de pulverización de la mezcla a presión constante y por consiguiente permitiendo la selección del ángulo de proyección y el tamaño de las gotas.

La patente US-A-5134961 describe un dispositivo de boquilla y electroválvula para un equipo de pulverización de líquido que permite pulverizar según un patrón, es decir, ángulo de proyección y tamaño de las gotas, predeterminado y con un caudal variable. En este dispositivo, la citada electroválvula comprende un actuador, tal como un solenoide, para desplazar unos medios de apertura-cierre de la válvula entre una primera posición completamente abierta y una segunda posición completamente cerrada, y unos medios para controlar dicho actuador de manera que el tiempo empleado para desplazar los citados medios de apertura-cierre desde dicha primera posición hasta dicha segunda posición es relativamente breve en relación con el tiempo en que permanece en dicha primera posición completamente abierta. Los citados medios de control comprenden un generador de onda cuadrada por pulsos regulados tanto en frecuencia como en duración de la parte del ciclo correspondiente a la posición abierta. Dado que la pulverización se efectúa a presión constante, la boquilla conectada a la electroválvula emite el líquido pulverizado por pulsos variables tanto en duración como en frecuencia manteniendo dicho patrón predeterminado constante. En este dispositivo se prevén además unos medios para detectar el movimiento o la velocidad relativa de una boquilla respecto a uno o varios objetivos a pulverizar, iguales o diferentes, y la posibilidad de variar la pulsación de emisión en función de dicha detección. Sin embargo, en la citada patente sólo se menciona la existencia de un conjunto de boquilla y electroválvula y, aún suponiendo el caso de disponer de múltiples boquillas asociadas a una barra de aplicación, dado que los medios de control descritos no disponen de una salida de señal individualizada para cada boquilla, la regulación afectaría por igual a todo el conjunto de boquillas conectadas a la barra aunque ésta describiera, por ejemplo, una trayectoria curva. Esto significa que este dispositivo sólo efectuaría un ajuste correcto cuando las variaciones de velocidad fueran comunes a todas las boquillas, por ejemplo, las debidas a aceleraciones en trayectorias rectilíneas, pero cuando esto no se produce, por ejemplo en giros efectuados por la barra durante el tratamiento, la aplicación resultaría deficiente. Es decir, en la citada patente US- A-5134961 no se describe ni se sugiere una regulación de caudal a presión constante individualizada, diferencial para cada una de una pluralidad de boquillas asociadas a una barra que se desplaza sobre un terreno a tratar, en función de las diferentes velocidades que se pueden dar entre dichas boquillas cuando, por ejemplo, la barra efectúa una trayectoria curva.

La patente US-A-5653389, de los mismos inventores que la citada más arriba, describe un sistema y un método de control independiente de caudal y de tamaño de las gotas para un equipo de pulverización basados en la utilización de conjuntos de boquilla y electroválvula controlados por pulsos, tales como los arriba descritos. El equipo de pulverización está montado sobre un vehículo que puede ser un vehículo terrestre o una aeronave susceptible de desplazarse consecutivamente sobre diferentes zonas a tratar. El sistema de control incluye una memoria para almacenar unos diferentes valores de referencia de caudal y de tamaño de las gotas entrados por el operario y una subrutina de conversión de valores de referencia para controlar independientemente dichos caudal y tamaño de las gotas en respuesta a unos medios sensibles a la posición, tal como un sistema GPS, que reciben información de los límites de las zonas a tratar y de las condiciones de pulverización, es decir, de los valores de referencia a utilizar, previstas para cada zona. El sistema tiene continuamente en cuenta otros parámetros tales como la velocidad de avance del vehículo, la altitud, en caso de una aeronave, la geometría del equipo de pulverización, las características de las boquillas y las condiciones ambientales y metereológicas, para ajustar independientemente el caudal y el tamaño de las gotas a los valores de referencia. El control del caudal es llevado a cabo variando los tiempos de válvula abierta a período constante y el control del tamaño de las gotas variando la presión de trabajo.

Sin embargo, tampoco en esta patente US-A-5653389 se discute el problema de las diferentes velocidades que pueden adquirir cada una de las boquillas dispuestas en una barra de equipo de pulverización cuando la misma avanza en una trayectoria curva, y por consiguiente el sistema y método que da a conocer esta patente no aporta solución a tal problema. Concretamente, dicho problema reside en que cuando un equipo de pulverización hidráulico provisto de múltiples boquillas dispuestas a lo largo de una barra de aplicación realiza un giro, aunque las boquillas dispuestas en la zona central de la barra se desplazan prácticamente a la misma velocidad que el equipo tractor, la velocidad de las mismas varía a medida que se alejan desde el centro de la barra hacia los extremos a causa de los distintos radios de giro y diferentes longitudes de las trayectorias que deben describir. La velocidad de las boquillas aumenta cuanto más lejos del centro de la curva estén situadas y disminuye cuanto más cerca, pudiendo llegar a ser negativa en el extremo de la barra más próximo al centro de giro cuando el giro realizado es muy cerrado, concretamente cuando tal extremo queda situado más allá del centro instantáneo de giro. En estas condiciones, si todas las boquillas emitieran un mismo caudal, la zona de terreno cubierta por la zona más rápida de la barra recibiría menos líquido por unidad de superficie que la zona más lenta. En estas condiciones de utilización, las cuales son habituales durante la realización práctica de los tratamientos, los sistemas del estado de la técnica no consiguen adaptar individualmente la aplicación de cada boquilla a sus condiciones particulares de funcionamiento, y este hecho provoca una sobredosificación en la zona interior del giro, es decir la zona más próxima al centro instantáneo de rotación, así como una subdosificación en la zona más alejada.

Para evitar el fenómeno citado anteriormente, los operarios de los equipos de pulverización provistos de sistemas de regulación convencionales deben generalmente planificar las aplicaciones mediante trayectorias rectas y deteniendo la pulverización cuando la máquina ejecuta los giros necesarios en los cabeceros o junto a los bordes de la parcela a tratar y, por este motivo, la eficiencia de estos equipos pulverizadores conocidos en parcelas irregulares o con márgenes curvados disminuye considerablemente.

Un caso particular lo constituyen las parcelas regadas con pívot (sectorial o central), en las cuales se hace especialmente relevante lo anteriormente citado.

Existe la necesidad, por lo tanto, de desarrollar un sistema de control para un equipo pulverizador que haga posible la aplicación de productos agroquímicos fitosanitarios con un volumen de líquido aplicado uniforme por unidad de superficie, independientemente de las variaciones de velocidad experimentadas por cada boquilla, ya sea por aceleraciones del equipo de pulverización en trayectorias rectilíneas o por la realización de trayectorias curvas. Sin embargo, por parte del solicitante no se tiene conocimiento de la existencia en la actualidad de un dispositivo pulverizador que esté dotado de estas características arriba señaladas como idóneas.

Un objetivo de la presente invención es el de aportar un método y un dispositivo de regulación de caudal para un equipo de pulverización hidráulico de productos fitosanitarios del tipo que incorpora una pluralidad de boquillas dispuestas a lo largo de una barra de aplicación portada por un vehículo que se desplaza sobre un terreno a tratar, siendo el método y el dispositivo tales que permitan al operario poder realizar el tratamiento según un recorrido óptimo, independientemente de la trayectoria del mismo, con un tamaño de gotas del pulverizado prefijado y un volumen de líquido aplicado por unidad de superficie constante.

Breve descripción de la invención

El método y dispositivo de la invención proporcionan un sistema que regula individualmente el caudal de cada una de las boquillas de un equipo de pulverización hidráulico, de manera que el mismo es capaz de mantener constante tanto el volumen aplicado por unidad de superficie como el tamaño de las gotas, independientemente de la velocidad propia de cada una de dichas boquillas, es decir, aunque el equipo describa trayectorias no rectas. Con ello se mejora la uniformidad de aplicación y disminuye la incidencia de efectos negativos sobre el entorno.

El método y sistema de regulación del caudal de la presente invención comprende un panel de mando y una unidad electrónica central, con al menos un microprocesador, adaptada para determinar por cálculo la velocidad de desplazamiento individual de cada una de las boquillas dispuestas a lo largo de la barra distribuidora a partir de las velocidades de dos puntos distanciados entre sí de la barra o de un elemento relacionado posicionalmente con la misma y de los datos de la geometría del equipo, cuyas dos velocidades son captadas respectivamente por dos sensores de velocidad situados en los dos puntos citados. En función de las velocidades calculadas, la unidad electrónica central genera una señal electrónica de onda cuadrada para controlar cada una de las electroválvulas, de funcionamiento pulsante, asociadas a las boquillas, cuya onda proporciona variaciones de la duración del tiempo de apertura del pulso a frecuencia constante. Con ello el sistema regula independientemente el caudal emitido por cada boquilla de acuerdo con la velocidad de avance de la misma. El proceso se realiza manteniendo una presión de trabajo constante prefijada mediante un sistema de regulación de presión, lo que determina un espectro de distribución de tamaños de gota substancialmente constante.

Otra característica de la invención consiste en un dispositivo de seguridad implementado en el propio sistema de control que emite unas alarmas cuando la velocidad de al menos una de las boquillas (típicamente las boquillas situadas en los extremos de la barra) es inadecuada. Una primera alarma indica que la velocidad de desplazamiento de alguna de las boquillas es excesiva, es decir, que para emitir la cantidad de líquido a aplicar por unidad de superficie deseada haría falta que la duración del tiempo de apertura del pulso fuera mayor que el período, lo cual es imposible. Esta primera alarma de velocidad excesiva comprende una indicación visual o audible para el operario, el cual es susceptible de generar una respuesta correctora, tal como por ejemplo moderar la velocidad de avance y/o ampliar el radio de giro. Una segunda alarma indica que la velocidad de alguna de las boquillas es negativa, lo que puede suceder por ejemplo cuando el equipo efectúa un giro muy pronunciado y una o más boquillas describen un movimiento de retroceso sobre zonas ya tratadas. Esta segunda alarma incorpora, además de una indicación visual o audible para el operario similar a la descrita con relación a la primera alarma, un automatismo que genera el cierre de las boquillas.

También la invención permite disminuir al máximo posible el consumo de energía eléctrica de las electroválvulas estableciendo mediante dicho microprocesador, y en función de los citados datos almacenados y adquiridos, un desfase óptimo en la pulsación de las diferentes boquillas con objeto de evitar un gran número de electroválvulas activadas simultáneamente.

En síntesis, la invención se configura como un dispositivo que permite mantener de forma constante tanto el volumen aplicado por unidad de superficie como el tamaño de las gotas, independientemente de la trayectoria descrita por la máquina (recta o curva, resultante de los giros de la máquina), efectuando una regulación en tiempo real del caudal pulverizado por cada boquilla mediante el control por un microprocesador del funcionamiento pulsante de cada una electroválvula de acuerdo con las velocidades de cada una de las boquillas calculadas por el microprocesador a partir de las velocidades de dos puntos conocidos del equipo captadas por unos respectivos sensores de velocidad.

La presión con la cual el líquido llega a las boquillas se mantiene de forma constante y para regular la cantidad de líquido que debe ser aplicada, se efectúan ciclos de apertura y cierre de las electroválvulas que controla cada boquilla o conjunto de boquillas.

La duración de estos ciclos estará condicionada por la configuración del equipo, es decir tipos de boquillas, etc., que habrá que indicar a la unidad de control, pero sin embargo estos valores una vez establecidos para un equipo concreto, se mantendrán constantes, siendo las variables que nos condicionan la aplicación, la dosis y la velocidad de desplazamiento.

Otras características de la invención, así como detalles de su implementación mediante un ejemplo de ejecución no limitativo, aparecerán en la descripción de los dibujos que se realiza a continuación.

Breve descripción de los dibujos

En dichos dibujos se ha representado lo siguiente: la Fig. 1 es una vista esquemática de los distintos elementos que constituyen la invención, relativa a un dispositivo de regulación de caudal en equipos de pulverización hidráulicos de productos fitosanitarios; la Fig. 2 muestra la situación sobre el conjunto tractor-pulverizador de los componentes fundamentales de la invención; la Fig. 3 es una la visualización de las uniformidades de aplicación obtenidas cuando se realizan giros y se aplica el producto con un equipo de pulverización convencional; la Fig. 4 muestra una operación similar a la mostrada en la Fig. 3, pero realizada con un equipo de pulverización equipado con la invención; la Fig. 5 es una representación gráfica de la regulación diferencial que sucede en boquillas situadas en lados opuestos de la barra de pulverización, concretamente en el lado izquierdo en avance recto, pudiéndose observar la secuencia de los pulsos eléctricos que accionan las electroválvulas correspondientes, siendo posible adecuada el caudal según la trayectoria, que en el caso de esta figura corresponde a una trayectoria recta; la Fig. 6 es una representación gráfica correspondiente a la boquilla del lado derecho; la Fig. 7 muestra una representación gráfica correspondiente a una boquilla del lado izquierdo cuando se efectúa un giro a la izquierda; la Fig. 8 es una representación gráfica correspondiente a una boquilla del lado derecho; la Fig. 9 muestra una representación de la boquilla del lado izquierdo cuando se efectúa un giro a la derecha; la Fig. 10 muestra una representación gráfica correspondiente a la boquilla del lado derecho; la Fig. 11 es una vista en planta esquemática que muestra un instante de actuación de la invención, en concreto cuando el tractor-pulverizador se desplaza a una velocidad alta y gira a la izquierda, pudiendo observarse como las boquillas del extremo derecho de la barra superan la velocidad máxima de avance admisible, activándose la alarma de velocidad correspondiente en el monitor de la cabina; la Fig. 12 es una vista en planta similar a la mostrada en la Fig. 11 , pero cuando el tractor-pulverizador realiza un giro muy pronunciado a la izquierda, produciéndose un desplazamiento hacia atrás, es decir negativo de las boquillas del extremo izquierdo, a la vez que las boquillas del extremo derecho superan la velocidad máxima, activándose las alarmas de velocidad excesiva y de velocidad negativa, esta ultima acompañada con el cierre de las electroválvulas de las boquillas con desplazamiento negativo; y la Fig. 13 muestra por último un diagrama de flujo de la rutina de control de caudal que utiliza la presente invención.

Realización preferente de la invención

A la vista de estas figuras, puede observarse como el dispositivo de regulación de caudal para un equipo de pulverización hidráulico de productos fitosanitarios propuesto, para ejecutar el método de la invención, se configura como un sistema de control de las boquillas de un equipo de pulverización hidráulico que, durante la realización de giros, consigue adaptar individualmente el caudal de cada boquilla a su velocidad efectiva de desplazamiento en función de la posición relativa que ocupa en la barra de pulverización. El volumen aplicado por unidad de superficie se mantiene constante durante el tratamiento, siendo el sistema de regulación empleado de presión constante.

El dispositivo de regulación de caudal de la presente invención está implantado en un equipo de pulverización del tipo que se desplaza sobre un terreno a tratar ya sea autopropulsado, arrastrado por un vehículo tractor 24 o montado en el mismo, tal como se muestra en las figuras. Tal equipo comprende un depósito 10 para el líquido a pulverizar, una conducción de fluido impulsada por una bomba 11 para conducir el líquido desde dicho depósito 10 hasta un conducto de distribución soportado en una barra 14, a cuyo conducto de distribución están conectadas una pluralidad de boquillas de pulverización 16, y un sistema regulador de presión 12 dispuesto en dicha conducción entre la citada bomba 11 y dicha barra 14.

El dispositivo de regulación es del tipo que comprende para cada una de dichas boquillas de pulverización 16 una electroválvula 15 de funcionamiento pulsante controlada por una unidad electrónica central 20 bajo una presión de funcionamiento constante prefijada mediante dicho regulador de presión 12.

El dispositivo de regulación comprende además dos sensores de velocidad 17 situados en puntos alejados entre sí de la barra de soporte 14 o de un elemento relacionado posicionalmente con la misma. Los citados sensores 17 están preparados para enviar unas respectivas señales de velocidad a dicha unidad electrónica central para que la misma, a partir de dichas señales y de la geometría conocida del equipo de pulverización, efectúe un cálculo de las velocidades de cada una de dichas boquillas de pulverización 16 situadas a lo largo de la barra de pulverización 14 y en función de cada una de dichas velocidades calculadas regule independientemente el caudal de cada una de las boquillas 16 variando la duración del tiempo de apertura del pulso a frecuencia constante de su correspondiente electroválvula 15. Unos medios asociados a dicha unidad electrónica central están preparados para emitir una primera alarma comprendiendo una indicación para un operario cuando la velocidad de desplazamiento calculada para al menos una de las boquillas 16 es excesiva para permitir el tiempo abierto de la pulsación en un período requerido de la correspondiente electroválvula 15 y una segunda alarma comprendiendo una indicación para dicho operario cuando la velocidad calculada para al menos una de las boquillas 16 es negativa y para generar una señal eléctrica de cierre de la correspondiente electroválvula 15.

En concreto, y para un determinado número de ciclos de apertura-cierre por segundo, el caudal pulverizado dependerá de la duración concreta alcanzada por el pulso de apertura respecto al total del ciclo apertura-cierre. Este tiempo de apertura es calculado para cada boquilla mediante dicho microprocesador, el cual genera la citada señal eléctrica pulsante que acciona las electroválvulas. Cuando un equipo de pulverización hidráulico realiza un giro se produce una diferencia en la velocidad de avance de las distintas boquillas de la barra pulverizadora, y esta diferencia de velocidad está causada por el distinto radio de giro que deben describir las boquillas respecto al centro instantáneo de rotación, lo que conlleva a que evidentemente, esta diferencia se hace más acusada cuanto mayor es la longitud de la barra del equipo de pulverización.

En la Fig. 3 se ha representado la actuación de una boquilla convencional, pudiéndose observar como la superficie del terreno al realizar los giros tanto a derecha como a izquierda no aparece correctamente tratada, mientras que en la superficie número 4, en la que se aplica la invención, la superficie en todos los casos, aparece tratada correctamente, siendo el motivo del tratamiento adecuado el hecho de que a tenor de esta invención se logra superar las dificultades existentes en los mecanismos actuales, al poderse variar en tiempo real el caudal de cada boquilla, adecuándolo a su velocidad diferencial y a la consigna específica del tratamiento. Siguiendo la Fig. 1 puede observarse un esquema de los citados elementos que componen la invención, la cual puede incorporarse sobre cualquier equipo de pulverización hidráulica implementando al mismo, debiendo indicarse que la invención está configurada a partir de un depósito 10 que almacena el producto fitosanitario mezclado con un determinado diluyente, denominado caldo, una bomba 11 que extrae e impulsa el liquido, un sistema de regulación formado por un regulador de presión 12 y su correspondiente conexión 13 al depósito 10, con independencia de que sea de presión constante o con distribución proporcional al régimen del motor, incorporando igualmente un distribuidor primario y distribuidores de los sectores de la barra, una barra de soporte 14 y las boquillas de pulverización 16.

Sobre los elementos anteriores, la invención incorpora un dispositivo de medición de la velocidad diferencial de la barra 17, un panel de mando dotado de una interfaz de control de operario 18, así como de una interfaz de configuración de equipo 19, debiendo indicarse que el dispositivo de medición de la velocidad diferencial de la barra 17 se configura como unos sensores de velocidad conectados con el módulo de calculo y control de aplicación 20 constitutivo de una unidad electrónica central, disponiendo de un módulo de adaptación de señal y actuación 21 , las electroválvulas 15 y el cableado de conexión 22.

A partir de citados sensores de velocidad 17 que en número de dos se colocan estratégicamente en el equipo de pulverización, concretamente colocados en un elemento relacionado posicionalmente con la barra distribuidora o unidos a la barra distribuidora, de modo que midan la velocidad exacta de la barra, la unidad electrónica central 20 puede detectar la velocidad diferencial que se produce a nivel de las boquillas, tanto si la máquina se desplaza en línea recta como si el equipo describe una trayectoria curva al realizar un giro. Para que ello sea factible, dichos sensores 17 de velocidad deben estar colocados en un elemento relacionado posicionalmente con la barra distribuidora o sobre la citada barra distribuidora.

Mediante el panel de mando, el operario puede conectar y desconectar el sistema de control por un pulsador on/off consignando en tiempo real el volumen de aplicación a través de la interfaz de control 18, debiendo indicarse que el panel de mando formado por las dos interfaces 18 y 19, incluye la posibilidad de parametrizar los datos del equipo, a través de la interfaz de configuración 19.

Concretamente, la interfaz 19 permite fijar el tipo de boquilla, es decir relación caudal-presión, así como la separación entre boquillas y la longitud de la barra. La separación de los sensores 17 al plano medio del tractor también debe consignarse previamente mediante este módulo, y asimismo, en el panel de mando aparecen indicadores constitutivos de alarmas de funcionamiento del equipo.

En una ejecución preferida dichos indicadores serán visuales y/o emisores auditivos para mostrar o emitir dichas primera y segunda alarmas de velocidad excesiva y velocidad negativa.

Más en concreto dichos indicadores visuales comprenden unos testigos indicativos de los tres posibles estados de velocidad: adecuada; excesiva; y negativa, para cada una de tres de las boquillas (16) situadas respectivamente en el extremo izquierdo, en medio y en el extremo derecho de la barra de aplicación.

La unidad electrónica central consta de dos módulos, y a partir de la información de los sensores de velocidad 17 y la consignada en el panel de mando formado por la interfaz de control 18 y la interfaz de configuración 19, el módulo de cálculo y control de aplicación 20 genera para cada boquilla o conjunto de boquillas una determinada secuencia de pulsos eléctricos de apertura-cierre de su electroválvula correspondiente, consiguiéndose de este modo, adaptar el caudal de cada boquilla según sea su velocidad real de desplazamiento, generándose los pulsos con una frecuencia constante, es decir ciclos de apertura-cierre por segundo, siendo la variación en la duración del estado abierto la que consigue dicha regulación.

El módulo de adaptación de señal y actuación 21 se encarga de adaptar eléctricamente las señales pulsantes de apertura-cierre de cada electroválvula generadas por el módulo de cálculo y control de aplicación 20, y mediante esta adaptación, se garantiza que los pulsos eléctricos sean capaces de accionar los elementos de actuación, es decir las electroválvulas 15, realizándose el accionamiento de todo el conjunto a través de la citada conexión eléctrica cableada 22.

En la Fig. 2 se ha representado la interconexión de los elementos que conforman la invención montados sobre el conjunto tractor-pulverizador, pudiendo observarse la unidad electrónica central, módulo de cálculo y control de aplicación 20 y el módulo de adaptación de señal y actuación 21 que recibe, por una parte, la información consignada a través del panel de mando, es decir interfaz de control 18 e interfaz de configuración 19 y, por otra parte, la señal de los sensores de velocidad 17, dispuestos adecuadamente. La actuación sobre las boquillas de pulverización se consigue mediante la unión cableada 22 entre la unidad central 20, configurada por el módulo de cálculo y control y el módulo de adaptación de señal y actuación 21 , así como por las electroválvulas pertinentes 15.

En las figuras 5, 6, 7, 8, 9 y 10, se muestran sendos instantes de funcionamiento de dos boquillas hipotéticas situadas a ambos lados de la barra de pulverización, pudiendo observarse en las figuras 5 y 6 correspondientes a un tractor-pulverizador avanzando en línea recta, la secuencia 30 de pulsos eléctricos en ambas boquillas correspondientes al lado izquierdo y al lado derecho, es idéntica, siendo igualmente idéntico el tiempo del ciclo 31 y el tiempo de apertura 32, debiendo indicarse que en la Fig. 5, corresponde a la boquilla del lado izquierdo y la Fig. 6 a la boquilla del lado derecho.

Para una determinada frecuencia de pulsos de apertura-cierre por segundo, el caudal pulverizado se adecúa al volumen consignado según el tiempo que permanece abierta la electroválvula, es decir tiempo de apertura 32 respecto al total del ciclo, es decir tiempo de ciclo 31 , y al ser igual la velocidad en ambas boquillas, el tiempo abierto 32 coincide, garantizándose el mismo caudal y el mantenimiento del volumen pulverizado por hectárea.

Sin embargo, cuando el conjunto tractor-pulverizador realiza un giro a la izquierda, tal y como se muestra en las figuras 7 y 8 correspondientes respectivamente a las boquillas de lado izquierdo derecho, la velocidad de la boquilla situada en el lado izquierdo, es decir la correspondiente a la representada en la Fig. 7, según el sentido de avance, resulta inferior a la alcanzada por la boquilla situada en el lado derecho, es decir la representada en la Fig. 8. Con el fin de mantener constante el volumen aplicado por unidad de superficie, la unidad central genera una secuencia de pulsos de apertura-cierre distinta para cada boquilla o conjunto de boquillas, aunque la frecuencia o tiempo de ciclo constante 31 permanece constante. Concretamente la boquilla de la izquierda representada en la Fig. 7, recibe una secuencia en la cual el tiempo abierto 32 disminuye, consiguiéndose la adecuación del caudal a la distancia real recorrida, mientras que en la boquilla situada en el lado derecho representada en la Fig. 8, por el contrario, el tiempo de apertura de la electroválvula aumenta, incrementándose el caudal pulverizado en una proporción tal que se asegura también el volumen consignado por hectárea.

Sin embargo, cuando se efectúa un giro a la derecha, tal y como se representa en las figuras 9 y 10, los tiempos de apertura 32 están configurados de forma opuesta a los mostrados en las figuras 7 y 8.

A tenor del funcionamiento pulsado se logra un amplio rango de variación en el caudal pulverizado por cada boquilla, y con todo, pueden producirse dos situaciones puntuales en las que se sobrepasen por defecto o por exceso, los limites de dicho rango. Para un determinado tipo de boquilla y presión de funcionamiento, el caudal pulverizado puede variar de forma continua entre O, cuando el tiempo abierto es nulo, y un valor máximo que se corresponde con el caudal emitido a la presión de trabajo, cuando la electroválvula esta permanentemente abierta, es decir, cuando el tiempo abierto coincide con el tiempo de ciclo. Por tanto, y para un determinado volumen que debe ser aplicado por hectárea, existe una velocidad de avance de trabajo que requiere el funcionamiento en continuo de la boquilla, es decir funcionamiento no pulsado, y si se sobrepasa dicha velocidad máxima, ya sea en todas las boquillas de la barra cuando se realiza el tratamiento a una velocidad excesiva y en línea recta, ya sea en ciertas boquillas del extremo de la barra cuando se realiza un giro, tal y como se muestra en la Fig. 11 , el volumen aplicado por unidad de superficie se situará por debajo del valor consignado.

Cuando sucede lo anteriormente citado, el sistema de control advierte al operario mediante un dispositivo de indicación de alarma 26 situado en el panel de mando 18, concretamente situado en la interfaz de control de operario 18.

El efecto contrario puede llegar a producirse cuando, por la acción de un giro muy pronunciado, algunas boquillas del extremo interior de la barra llegan a desplazarse hacia atrás, es decir velocidad negativa, en sentido contrario al avance, tal y como se muestra en la Fig. 12, debiendo indicarse que evidentemente, este efecto se acentúa en los equipos con barras de gran longitud, y en este caso, la invención no solamente está capacitada para advertir al operario mediante la alarma 25, sino que cierra automáticamente las boquillas afectadas, evitándose la pulverización sobre una zona ya tratada.

Como ya se ha mencionado anteriormente, la unidad electrónica central, es decir el microprocesador es la unidad encargada de llevar a cabo el proceso de control y regulación de los pulsos de apertura-cierre de las electroválvulas, habiéndose representado en el diagrama mostrado en la Fig. 13, el flujo que describe el algoritmo de cálculo y control de este microprocesador.

Iniciado el proceso de control, la unidad electrónica realiza, en primer lugar, una lectura de los datos de partida, es decir datos del equipo y del tratamiento, permaneciendo estos datos invariables a lo largo de un mismo tratamiento fitosanitario, por tanto, el microprocesador únicamente los registra y almacena al inicio de la aplicación.

Concretamente, los datos del equipo que deben configurarse son la longitud de la barra de pulverización, la separación entre boquillas, el tipo de boquilla, contemplándose la relación caudal-presión y la posición o separación entre los sensores de velocidad. Como datos del tratamiento deben consignarse el volumen que debe de ser aplicado por hectárea, la presión de funcionamiento y la frecuencia de pulsación de las electroválvulas, es decir ciclos de apertura-cierre por segundo.

A partir de estos datos, la unidad central calcula la posición de cada boquilla en la barra de pulverización, el caudal que emite en servicio continuo, ya que la electroválvula permanece permanentemente abierta y la velocidad máxima de trabajo, concretamente la velocidad a la que puede desplazarse cada boquilla, según el volumen por unidad de superficie consignado.

Además, y con objeto de evitar un gran número de electroválvulas activadas simultáneamente, el microprocesador establece un desfase óptimo en la pulsación de las boquillas, y todos estos valores calculados no se modificarán a lo largo de una misma aplicación.

Una vez arrancado el equipo de pulverización, se inicia el bucle de control y regulación, y al ser conocidas la posición de las distintas boquillas y la posición de los sensores de velocidad, la unidad electrónica central puede establecer la velocidad diferencial de cada boquilla, a partir de las señales suministradas por los dos sensores de velocidad.

Conocidas en cada instante las velocidades de desplazamiento de cada una de las boquillas, el microprocesador comprueba la existencia de boquillas cuya velocidad sea superior a la velocidad máxima de trabajo, y si esto sucede, se activa la alarma de velocidad máxima 26 en el panel de mando, constituido por la interfaz de control de operario 18, y de este modo, el operario advierte este hecho y deberá disminuir la velocidad del tractor si desea garantizar el volumen consignado y una correcta uniformidad de aplicación, ya que las boquillas afectadas estarán continuamente abiertas, pulverizando el caudal correspondiente a la presión de funcionamiento seleccionada.

Con excepción de estos casos puntuales, es decir boquillas con velocidades excesivas y/o negativas, la unidad electrónica central adecúa convenientemente el caudal de cada boquilla según los datos del tratamiento, y dado que son conocidos el volumen que debe ser aplicado por hectárea, la velocidad de cada boquilla y el caudal, en servicio continuo, es decir boquilla permanentemente abierta, el microprocesador calcula el tiempo efectivo de pulverización, tiempo abierto, para cada una de las boquillas de la barra de pulverización, y finalmente, la misma unidad electrónica central genera una secuencia individualizada de pulsos eléctricos, es decir de apertura-cierre, responsables del accionamiento final de las electroválvulas de control.

El bucle termina con una doble posibilidad. A saber:

- Finalizar el control, si así lo desea el operario mediante el pulsador on/off.

- Reiniciar nuevamente dicho control a partir de la información procedente de los dos sensores de velocidad.

Con objeto de clarificar la actuación de la invención, se ha reflejado en la Fig. 13 un diagrama de bloques en el cual aparece como a partir del inicio 40 la invención efectúa una lectura de parámetros 41 comprobando el número de ciclos/segundo, la separación de sensores de velocidad y de los emisores, la longitud de la barra pulverizadora, el caudal nominal de los sensores, etc., pasando la información al bloque de cálculo de parámetros 42, en el cual se efectúa el cálculo de las posiciones de los emisores, pasando desde el bloque 42 al bloque 43 destinado a la lectura de parámetros, es decir la dosis que debe ser aplicada por hectárea, desde la cual la información es remitida al bloque 44 correspondiente al cálculo de parámetros, en el que se hace el pertinente cálculo de la velocidad máxima de avance y desde este bloque 44 la información es nuevamente remitida a otro bloque de lectura de parámetros 45 donde se constatan las velocidades de los sensores derecho e izquierdo, para posteriormente pasar a un bloque de cálculo de parámetros 46 donde se efectúa el cálculo de las velocidades individuales de los emisores, intercomunicado con el bloque 50 en el que se consta la velocidad del emisor mayor que la velocidad máxima, y de éste al bloque 49 donde se refleja la velocidad del emisor, pasando esta información a otro bloque de cálculo de parámetros 47 donde se efectúa el cálculo del tiempo de aplicación de los emisores, y desde éste al bloque de actuación 48 donde se genera la salida de los tiempos de aplicación, estando comunicados el bloque 48 con el bloque 53 donde se emiten las ordenes de detección, mientras que los bloques 49 y 50 están comunicados respectivamente con los bloques 51 y 52 relativos a las actuaciones para la apertura de la alarma con velocidad negativa o para la apertura de la alarma con velocidad excesiva respectivamente. El bloque de detener está ¡nterconectado con el bloque de lectura de parámetros 43 y a la vez con el bloque de actuación 54, donde se emiten las ordenes correspondientes para dar por terminada o finalizar la operación o actuación de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES

1.- Método de regulación de caudal para un equipo de pulverización hidráulico de productos fitosanitarios, siendo dicho equipo de pulverización del tipo que se desplaza sobre un terreno a tratar ya sea autopropulsado, arrastrado por un vehículo tractor (24) o montado en el mismo, y que comprende un depósito (10) para el líquido a pulverizar, una conducción de fluido impulsada por una bomba (11 ) para conducir el líquido desde dicho depósito (10) hasta un conducto de distribución soportado en una barra (14), a cuyo conducto de distribución están conectadas una pluralidad de boquillas de pulverización (16), una electroválvula (15) de funcionamiento pulsante conectada a cada una de dichas boquillas (16) y controlada por una unidad electrónica central, y un sistema regulador de presión (12) dispuesto en dicha conducción entre la citada bomba (11 ) y dicha barra (14), siendo dicho método de regulación del tipo que comprende regular el citado funcionamiento pulsante de dichas electroválvulas

(15) en función de unos parámetros prefijados y/o adquiridos durante el desplazamiento del equipo de pulverización, bajo una presión de trabajo constante prefijada mediante dicho regulador de presión (12), estando el método de regulación caracterizado porque comprende los pasos de: calcular, mediante un módulo de cálculo y control (20) integrado en un microprocesador comprendido en dicha unidad electrónica central, las velocidades de cada una de dichas boquillas de pulverización (16) situadas a lo largo de la barra (16) a partir de unos datos conocidos de la geometría del equipo de pulverización y de unos datos referentes a las velocidades de dos puntos alejados entre sí de la barra de soporte (14), o de un elemento relacionado posicionalmente con la misma, adquiridos mediante dos sensores de velocidad (17) situados en dichos puntos; generar mediante dicho módulo de cálculo y control (20) unas señales eléctricas pulsantes para variar la duración del tiempo de apertura del pulso de cada electroválvula (15) operando a frecuencia constante en función de la velocidad calculada para su correspondiente boquilla

(16), para con ello regular independientemente el caudal de cada boquilla (16) de acuerdo con la velocidad de la misma; y en caso de que al menos una de dichas velocidad sea excesiva o negativa, emitir desde dicha unidad electrónica central unas alarmas susceptibles de generar una acción de corrección automática y/o por parte de un operario de manera que el volumen de líquido aplicado por unidad de superficie se mantiene substancialmente constante independientemente de las variaciones de velocidad de cada una las múltiples boquillas (16) respecto al terreno.

2.- Método, según la reivindicación 1 , caracterizado porque dicha alarma de velocidad excesiva comprende una indicación para dicho operario cuando la velocidad de desplazamiento calculada para al menos una de las boquillas (16) es excesiva para que con una duración del tiempo de apertura del pulso igual al período la cantidad de líquido aplicado por unidad de superficie pueda ser la deseada.

3.- Método, según la reivindicación 1 , caracterizado porque dicha alarma de velocidad negativa comprende una indicación para un operario cuando la velocidad de desplazamiento calculada para al menos una de las boquillas (16) es negativa, y la generación de una señal eléctrica de cierre de dicha boquilla

(16), que es al menos una.

4.- Método, según la reivindicación 1 , caracterizado porque comprende adaptar las señales pulsantes generadas por dicha unidad electrónica central a las características eléctricas de las electroválvulas (15) mediante un módulo de adaptación de señal y actuación (21 ).

5.- Método, según la reivindicación 1 , caracterizado porque comprende el paso previo de almacenar en dicho microprocesador datos referentes al tratamiento a aplicar, tales como el volumen de líquido a aplicar por unidad de superficie, la presión de funcionamiento y la frecuencia de pulsación de las electroválvulas, datos referentes a las características del equipo de pulverización, tales como el tamaño de las boquillas (16), y datos referentes a la geometría del equipo de pulverización, tales como longitud de la barra (14), separación entre boquillas (16) y posición de los sensores de velocidad (17), introducidos por el operario a través de una interfaz de configuración de equipo (19) incluida en un panel de mando.

6.- Método, según la reivindicación 1 , caracterizado porque comprende el paso opcional de cerrar el funcionamiento de un número seleccionado de electroválvulas (15) a partir gradualmente de uno cualquiera de los extremos de la barra (14), o de ambos, cuando por necesidades de la aplicación, uno o ambos de dichos extremos de la barra pasan sobre una zona previamente tratada o que no se desea tratar, siendo dicho paso ordenado por el operario a través de un mando adecuado.

7.- Método, según la reivindicación 5, caracterizado porque comprende el paso opcional de establecer mediante dicho microprocesador, y en función de los citados datos almacenados y adquiridos, un desfase óptimo en la pulsación de las diferentes boquillas (16) con objeto de evitar un gran número de electroválvulas (15) activadas simultáneamente.

8.- Dispositivo de regulación de caudal para un equipo de pulverización hidráulico de productos fitosanitarios, siendo dicho equipo de pulverización del tipo que se desplaza sobre un terreno a tratar ya sea autopropulsado, arrastrado por un vehículo tractor (24) o montado en el mismo, y que comprende un depósito (10) para el líquido a pulverizar, una conducción de fluido impulsada por una bomba (11 ) para conducir el líquido desde dicho depósito (10) hasta un conducto de distribución soportado en una barra (14), a cuyo conducto de distribución están conectadas una pluralidad de boquillas de pulverización (16), y un sistema regulador de presión (12) dispuesto en dicha conducción entre la citada bomba (11 ) y dicha barra (14), siendo el dispositivo de regulación del tipo que comprende para cada una de dichas boquillas de pulverización (16) una electroválvula (15) de funcionamiento pulsante controlada por una unidad electrónica central bajo una presión de funcionamiento constante prefijada mediante dicho regulador de presión (12), estando el dispositivo de regulación caracterizado porque comprende dos sensores de velocidad (17) situados en puntos alejados entre sí de la barra de soporte (14) o de un elemento relacionado posicionalmente con la misma, cuyos sensores (17) están preparados para enviar unas respectivas señales de velocidad a dicha unidad electrónica central para que la misma, a partir de dichas señales y de la geometría conocida del equipo de pulverización, efectúe un cálculo de las velocidades de cada una de dichas boquillas de pulverización (16) situadas a lo largo de la barra de pulverización (14) y en función de cada una de dichas velocidades calculadas regule independientemente el caudal de cada una de las boquillas (16) variando la duración del tiempo de apertura del pulso a frecuencia constante de su correspondiente electroválvula (15), estando dispuestos unos medios asociados a dicha unidad electrónica central preparados para emitir una primera alarma comprendiendo una indicación para un operario cuando la velocidad de desplazamiento calculada para al menos una de las boquillas (16) es excesiva para permitir que el tiempo abierto de la pulsación en un período requerido de la correspondiente electroválvula (15) aporte el caudal necesario y una segunda alarma comprendiendo una indicación para dicho operario cuando la velocidad calculada para al menos una de las boquillas (16) es negativa y para generar una señal eléctrica de cierre de la correspondiente electroválvula (15).

9.- Dispositivo, según la reivindicación 8, caracterizado porque dicha unidad electrónica central comprende un microprocesador que incluye un módulo de cálculo y control (20) para calcular las citadas velocidades de las boquillas (16) y para generar las citadas señales eléctricas pulsantes de control de las electroválvulas (15), estando dispuesta una salida dedicada conectada a cada una de las electroválvulas (15) para la transmisión de dichas señales eléctricas pulsantes de control.

10.- Dispositivo, según la reivindicación 9, caracterizado porque dicha unidad electrónica central comprende un módulo de adaptación de señal y actuación (21 ) que adapta las señales pulsantes generadas por el microprocesador a las características eléctricas de las electroválvulas (15).

11.- Dispositivo, según la reivindicación 10, caracterizado porque comprende un panel de mando que incluye una interfaz de configuración de equipo (19) a través de la cual el operario puede introducir al citado microprocesador datos referentes al tratamiento a aplicar, tales como el volumen de líquido a aplicar por unidad de superficie, la presión de funcionamiento y la frecuencia de pulsación de las electroválvulas, datos referentes a las características del equipo de pulverización, tales como el tamaño de las boquillas (16), y datos referentes a la geometría del equipo de pulverización, tales como longitud de la barra (14), separación entre boquillas (16) y posición de los sensores de velocidad (17), y una interfaz de control de operario (18) mediante la cual el operario puede conectar y desconectar el dispositivo.

12.- Dispositivo, según la reivindicación 11 , caracterizado porque dicho panel de mando incluye unos indicadores visuales y/o emisores auditivos para mostrar o emitir dichas primera y segunda alarmas de velocidad excesiva y velocidad negativa.

13.- Dispositivo, según la reivindicación 12, caracterizado porque dichos indicadores visuales comprenden unos testigos indicativos de los tres posibles estados de velocidad: adecuada; excesiva; y negativa, para cada una de tres de las boquillas (16) situadas respectivamente en el extremo izquierdo, en medio y en el extremo derecho de la barra de aplicación.

14.- Dispositivo, según la reivindicación 8, caracterizado porque comprende un mando susceptible de ser accionado por el operario para cerrar el funcionamiento de un número seleccionado de electroválvulas (15) a partir de uno cualquiera de los extremos de la barra (14), o de ambos, cuando por necesidades de la aplicación, uno o ambos de dichos extremos de la barra pasan sobre una zona previamente tratada o que no se desea tratar.