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[硕士论文] 冯海明
农业机械化工程 山东农业大学 2016(学位年度)
摘要:近年来,随着我国农业产业结构的不断优化调整,果园和温室大棚生产有了飞速发展,其生产结构渐趋成熟,种植面积和产量稳步提升。小型农业机械在果园和温室大棚种植管理方面发挥着重要作用,但传统的小型农业机械作业时需要人工现场操作,工作环境差、劳动强度高、安全性低成为生产中的重大难题。因此,研究一种智能化的小型农业机械是实现果园和温室大棚节本增效的有效途径。
  本文是在分析国内外农业机械控制研究现状和发展趋势的基础上,研究设计了一种多功能遥控作业机械,本研究的重点是远程监控系统和自适应油门控制系统的研究。
  具体的研究内容和结论如下:
  (1)机械与液压控制系统的构建。为遥控系统提供控制和执行机构,优化设计的车体整体紧凑,可灵活运用于矮化果园和温室大棚等作业场所;由电磁阀控制的液压执行机构,具有响应迅速和执行可靠的优点,能够方便的应用在作业车的遥控系统执行端。
  (2)基于Visual C++的远程视频监控系统的设计。该系统包括了基于SDK二次开发的上位机监控中心软件、基于心跳包机制组建的无线信号传输网络,以及下位机系统的设计等。采用无线微波收发增强信号的方法,通过自定制通信协议达到遥控信号的实时、可靠传输。通过测试遥控距离可达300m以上。
  (3)作业车智能化油门控制器的设计。以电动推杆作为执行机构,根据发动机转速差值,通过模糊PID控制算法,对油门控制器进行了优化设计,建立了离散数学模型,采用Matlab/Simulink工具箱对模糊PID控制进行了仿真分析,结果表明,该油门控制器具有响应速度快,鲁棒性好,超调量小的特点。
[硕士论文] 李斌
农业推广 石河子大学 2015(学位年度)
摘要:玉米已成为我国面积种植最大的粮食作物,但随着气候变暖,耕作制度、种植业结构、种植品种、农业生态环境以及生产方式等条件的改变,玉米病虫害近些年有加重的趋势,而最佳施药时期——喇叭口期的玉米植株平均高度达到2.1米,具有高地隙的玉米施药机械才能满足玉米中晚期施药要求。
  由于高地隙玉米施药机械具有重心高、负载大和作业环境复杂等特点,其行走稳定性显得尤为重要。本文在分析国内外自走式高架喷雾机现状及车辆稳定性研究现状的基础上,对玉米自走式高架喷雾机展开设计研究,采用经典力学分析方法、有限元法及仿真试验,对玉米自走式高架喷雾机主要进行以下四个方面的研究:
  (1)对玉米自走式高架喷雾机的整机结构及关键部件结构进行研究设计,试制了一台自走式高架喷雾机;
  (2)运用经典力学理论,对高架喷雾机的行走稳定性进行分析,推导出纵向滑移角、纵向极限翻倾角、横向滑移角和横向极限翻倾角,得到了自走式高架喷雾机稳定性评价指标的计算公式;通过试验测得高架喷雾机的整机相关参数及重心的准确位置,根据稳定性理论推导出的计算公式得出高架喷雾机稳定性评价量化指标;
  (3)对影响整机稳定性的机架进行有限元静力分析,得出机架的应力云图和应变云图,结果表明,机架的强度和刚度都是满足要求的;针对机架行驶过程中产生的振动和噪音问题,对机架进行了模态分析,结果表明,机架不会因为发动机的激励造成共振。对整机进行了三维建模,利用模型简化实现了喷雾机在纵向和横向坡上滑移的动态仿真,仿真结果验证了纵向滑移角和横向滑移角的准确性。
  (4)进行田间试验,验证了两段不产生纵向滑移的坡道的坡角在评价量化指标内。
[硕士论文] 申彬
机械工程 江苏大学 2017(学位年度)
摘要:风幕式喷杆喷雾技术是通过在喷杆上方增加辅助气流形成风幕,风幕气流裹挟雾滴向靶标运动,以改善喷雾性能。这种技术可有效减少雾滴的飘移,且辅助气流对靶标冠层具有翻滚作用,能够提高雾滴的穿透和沉积性能。相较于国际先进水平,国内在风幕式喷杆喷雾技术领域的研究尚浅,且集中在风幕辅助功能的实现、整机性能集成及喷杆结构设计等方面,而对喷雾流场特性的研究少有问津。本文对国内外文献资料进行了总结与借鉴,自主设计了风幕式喷杆喷雾喷雾性能测试系统,并基于该系统对风幕式喷杆喷雾流场中的雾滴粒径、飘移和穿透特性进行了研究。本文研究内容如下:
  (1)自主设计了风幕式喷杆喷雾喷雾性能测试系统。该测试系统主要由风幕控制部分、喷雾调节部分和喷杆运动控制部分组成。基于该系统可配合激光粒度分析仪、集雾测量装置和高速摄影系统,分别对雾滴粒径、雾滴飘移和穿透特性进行试验研究。
  (2)运用马尔文激光粒度分析仪对风幕式喷杆喷雾流场中的雾滴粒径进行试验研究,测量雾滴群选定区域的粒径范围,分析喷雾压力和风幕风速对雾滴粒径范围的影响。研究结果表明:喷雾压力与雾滴粒径呈负相关关系;增大喷雾压力可以改善雾化效果,同时还可增强雾滴在植株冠层的弥散和覆盖效果,但较小粒径的雾滴更易飘移。喷雾压力为0.5 MPa时,雾滴粒径保持在110~130μm这一较为理想的沉积粒径区间,后文试验的喷雾压力可选取0.5 MPa。
  (3)对侧风作用下的风幕式喷杆喷雾流场中的雾滴飘移特性进行了试验研究,获得了不同侧风和风幕风速作用下的雾滴飘移规律。试验结果显示:在同一侧风风速下,雾滴飘移率随着风幕风速的增大呈先快速减小后略有回升的趋势,过大的风幕风速反而造成防飘效果下降。最佳防飘风幕风速区间为5~20 m/s,在该区间内雾滴飘移率随风幕风速的增加呈线性下降,20 m/s是最佳的防飘风幕风速。在同一侧风风速下,雾滴的飘移质量中心距与风幕风速呈负相关,风幕辅助气流有效减小飘移率的同时,对飘移雾滴在喷头下方的分布也具有一定影响。
  (4)运用高速摄影系统对风幕式喷杆喷雾流场中雾滴的穿透特性进行了可视化研究,讨论了不同喷雾压力和风幕风速下的雾滴穿透特性。试验结果如下:喷雾锥角随风幕风速的增大呈不断减小的趋势。喷雾压力增大可以提高雾滴的穿透性,喷雾压力选择0.5 MPa时具有防飘移和提高穿透性的综合效果。风幕辅助气流可以显著改善雾滴的穿透性,且雾滴的穿透性与风幕风速成正比;风幕风速取5~20 m/s可得到俱佳的减小飘移和增强穿透性效果。
[硕士论文] 柴新君
农业机械化 新疆农业大学 2015(学位年度)
摘要:臭氧具有优良的特性:氧化性、被还原性等,被广泛应用于医疗、食品、卫生、设施农业等行业。传统农药杀菌消毒带来的负面影响严重危害人类的身体健康,因此,寻找新的杀菌消毒方法成为当务之急,臭氧作为天然的杀菌剂优势逐渐显现出来,常温下30min即可还原成氧气与水不存在二次污染。本文在大量调研基础上,提出一种以锂电池为动力源,适合温室大棚作物生长的移动式臭氧喷雾器。它改变了传统利用农药喷雾杀菌消毒的作业方式,减少了农药残留以及农药所产生的二次污染。通过有限元分析软件ANSYS,确定了臭氧放电室最佳电介质材料,模拟了高压电极、低压电极温度场的应力云图分布。具体研究工作如下:
  (1)利用ANSYS建立臭氧放电室传热模型,并对不同介质材料的温度云图、放电室内流体温度场应力云图分析。结果表明:在圆管型臭氧放电室中,不同电介质材料圆周方向的温度分布均匀,但沿气体流动方向和径向温度具有一定的梯度特性,高压电极内壁温度最高,逐渐向低压电极外壁降低,热通量与热梯度呈现均匀分布。
  (2)收集整理了详细的臭氧放电室功能参数,并对臭氧发生系统的电压、放电电流、气体流量等条件的分析和试验表明:在相同电压、放电电流、气体流量条件下,不同电介质材料产生的臭氧浓度、臭氧产量以及材质的使用寿命不同。其中:陶瓷作为介电材料臭氧产量最高,搪瓷次之,石英玻璃最低。并通过正交试验得出最佳水平因素组合:气体流量400L/h,气体温度0℃,电源电压10kv。
  (3)通过对纯净水、臭氧水以及农药三种不同的液体进行试验比对,从结论明显看出臭氧水在一定程度上杀虫效果高于部分农药,并且臭氧水在常温下30min即可自动还原成氧气与水,对环境不会产生二次污染。
[硕士论文] 梁洋洋
农业工程 南京农业大学 2016(学位年度)
摘要:本文通过对玉米、棉花等高杆作物中后期的病虫害防治的现状分析,引出高地隙植保机,并阐述了高地隙植保机国内外发展现状,以及因能源和环保问题的突出,高地隙植保机采用电驱动将成为未来的趋势。因此考虑能源、环保以及玉米和棉花等高杆作物的病虫害防治等方面因素,本文中设计了电驱动高地隙植保机底盘,为电驱动高地隙植保机的研制提供平台基础。而电驱动高地隙植保机底盘的设计需要解决的问题很多,把本文仅做工作总结如下:
  (1)结合目前我国玉米、棉花等高杆作物中后期病虫害防治需求以及能源、环境两大问题的恶化,分析了国内外高地隙植保机的发展现状,综合分析得出电驱动高地隙植保机将是未来发展的趋势。而电驱动高地隙植保机设计的基础便是底盘的设计,因此提出了底盘设计的设计方案。
  (2)基于底盘设计指标,对底盘行驶原理与动力学特性进一步深入分析与计算,确定电机、减速器、转向电缸、推杆等关键部件的参数,并结合市场现有产品,完成龟机、减速器等部件的选型,并进行采购等工作。
  (3)根据电驱动高地隙植保机底盘的设计方案,用ProE对底盘系统进行结构设计,包括驱动系统、转向系统、减震系统、轮距可调系统等关键部件尺寸参数和的结构优化,防止在装配中出现干涉现象。经过不断的完善与优化,建立了电驱动高地隙植保机底盘的虚拟样机。并在此基础上进一步建立了电驱动高地隙植保机的虚拟样机。
  (4)使用有限元分析法,在ANSYS软件中对底盘系统中的关键承载部件进行静态分析,对其不合理的零件进行优化,优化后分析结果可知:车轮支撑架、车架上底盘和下底盘三个部件没有很大的应力集中和变形,并且安全系数较高,验证了设计的合理性。表明底盘系统仍有较大地承载空间,为底盘进一步的开发提供了基础。
  (5)对电驱动高地隙植保机底盘进行样机试制,并采用HYCF-20侧翻稳定性试验台对其抗侧翻性能进行试验分析。试验结果表明:在轮距变大或重心位置降低时,电驱动高地隙植保机底盘的最大侧翻角随之变大,提高了该底盘作业时的抗侧翻性能,提高了行驶的安全性。
[硕士论文] 王芹
农业机械化工程 江苏大学 2015(学位年度)
摘要:针对现有机载果园施药装备体积与功耗过大,药液浪费严重等问题,提出了新型果园机载双摆弥雾施药系统,并进行了结构设计和控制系统设计,进而完成了弥雾性能试验研究。具体的研究工作如下:
  (1)以小型轴流弥雾机的扩幅喷施为目标,提出了果园双摆弥雾的总体结构。通过驱动布置方案和自由度分析,设计了对称双曲柄机构和驱动点与支点万向节-滑轨多级运动副所构成的平面-空间混合型机构,实现了双弥雾机的摆动扩幅。根据果园规格,分别以车身尺寸最小为目标,以弥雾施药对树冠的有效覆盖为约束条件,通过非线性规划确定了曲柄长度、曲柄转动中心高度、支点高度、曲柄中心距、支点中心距等结构参数。进而根据果树施药量和弥雾均匀度要求,以施药作业效率最高为目标,确定了系统的最佳行进速度与曲柄最佳转速。根据计算所得的结构参数,完成了双摆弥雾样机的制造。
  (2)针对弥雾机启停动作环节多,操作复杂等问题,以实现基于触摸屏的双摆弥雾“一键启停”和有效避免药液反流为设计目标,进行了控制系统总体结构设计,并分别对发动机启动系统、药液供应系统和摆动扩幅控制系统进行了面向自动控制的硬件搭建、布局优化和关键器件选型,进而对各部分启停动作顺序和启停动作时间进行了分析计算,确定了控制系统动作流程。
  (3)为检验扩幅效果与一键启停,进而进行了试验。试验和样机性能检测结果表明:该机采用平面-空间混合型双摆机构实现了弥雾机的摆动扩幅运动,确定了不同的曲柄长度所对应的弥雾范围,弥雾最大可有效覆盖1500~4300mm高度范围和2800mm横向范围,采用单片机控制系统实现了复杂启停动作的“一键控制”,实现了“一键启停”控制车载双摆弥雾施药作业。
  (4)通过试验探明了摆动弥雾的果树冠层药液沉积分布规律及其与行进速度、药液流量关系,药液沉积量分别与行进速度呈负相关,而与药液流量呈正相关,冠层药液沉积量呈“外多内少、下多上少”的趋势。通过进一步的理论分析,确定了当行进速度高达1.9~2.0m/s,1.36~1.49L/min的药液流量即可穿透3.8m宽度的果树冠层,从而满足病虫害的防治要求。对药液沉积均匀性分析发现,在果树冠层的不同位置,变异系数存在差异。
[硕士论文] 左厚泽
农业机械化工程 河北农业大学 2016(学位年度)
摘要:自走式高地隙喷雾机是适合棉田植保作业的重要机型,其地隙高度、轮距宽窄、喷杆升降及伸展等调节机构和结构参数,是决定机具田间喷雾作业性能的关键因素。本文依据对河北省棉花种植模式的调研情况,结合棉花生长过程中植株高度变化规律,设计了地隙高度和轮距宽窄均可调整的自走式高地隙喷雾机,建立了其三维数字样机模型,利用有限元方法对喷雾机的支撑结构、行走转向机构、喷杆支撑架等关键部件进行了设计、分析和优化,并对整机的稳定性进行运动仿真分析,为样机试制提供了理论依据。论文主要研究内容如下:
  调研了河北省棉产区棉花种植基本模式,主要包括大小行距种植模式、等行距种植模式及棉麦套种模式。结合棉花生长期内植株高度及枝叶密度的不同,明确了棉田植保对自走式喷雾机整机结构设计的基本要求,进而确定了自走式高地隙喷雾机的整机设计方案。根据确定的喷雾机的整机设计方案,利用AIP软件建立了自走式高地隙喷雾机的三维参数化模型,完成了1∶1的数字样机模型,通过计算初始设计模型的三维应力分布和安全系数发现,可调式支撑腿结构存在安全系数低于1.5的薄弱部位,根据计算结果调整样机模型参数,关键部位增设加强肋,最终定型了可调式支撑腿关键结构即重要结构尺寸。对行走转向系统进行了计算分析,完成了转向机构的设计和分析,确定了其结构尺寸。基于喷雾机的稳定性理论分析,进行运动仿真,确定了喷雾机在纵向坡道上坡、下坡及横向坡道上的倾覆和滑移的临界条件,得出喷雾机的稳定性参考评价指标。建立喷杆支撑架结构的三维模型,对双平行四连杆机构进行了强度分析及优化改进,完成了整个喷杆支撑架机构的模态分析,结果显示喷雾支撑架的模态频率不在地面给支撑架激励的共振范围内。
  基于有限元分析结果优化改进整机结构,完成了喷雾机整机三维数字样机模型,对整机进行了干涉检测,确保没有装配干涉。基于三维模型关联生成二维图纸,进行样机试制、轮距和高度调整试验、道路行走与田间喷雾试验,结果表明:自走式高地隙喷药机整机结构设计合理,轮距和高度易于调整并按要求锁定,道路和田间行走性能稳定,通过性好,喷药作业中喷杆支撑架展开和收缩动作顺畅稳定,喷雾效果良好,达到了棉花植保作业农艺技术要求。
[硕士论文] 张娟娟
流体机械及工程 江苏大学 2011(学位年度)
摘要:常规喷雾施药方式会造成大量雾滴漂移和非标靶沉积,不仅浪费药液而且污染环境。相关学者一直致力于寻求更为高效低污染的施药方式。风幕式气力辅助静电喷雾技术结合了静电喷雾和气力辅助技术的优点,可以有效提高喷雾靶标沉积量和减少液滴漂移。本文在国家863项目-蔬菜高效施药技术研究与装备创制(2008AA100905)的资助下,针对风幕式气力辅助静电喷雾两相流场及其系统设计开展了研究,主要工作如下:
   1、设计并制造风幕式气力辅助静电喷雾实验台,对喷雾系统的雾化特性、雾化流场和无冠层地面沉积规律进行实验研究。结果表明:在气体射流和荷电电场作用下,喷雾粒径分布更加均匀、粒径范围更窄:在电极环附近荷电喷雾流场出现卷吸现象,电压越大卷吸现象越明显,且卷吸区域沿喷雾的轴向向下延伸;气体射流使作用区域的卷吸现象减弱,卷吸区域随气流速度增大逐渐向喷雾核心区收缩;气流出口与喷头的间距越小,气流对荷电卷吸的抑制作用越明显;风幕气体射流增加了液滴的动量、减小了液滴的横向扩散,可有效抑制雾滴漂移,使喷雾集中沉积在喷雾中心附近的狭窄区域;风幕流场增强了气流对喷雾流场的扰动,使喷雾沉积分布沿喷杆轴向更加均匀。
   2、采用计算流体动力学(CFD)方法对风囊内流场和风幕气力辅助喷雾流场进行数值模拟,并对风幕系统的设计方案进行优化。主要结论:出口风速大于15m/s,风幕气流可有效减少雾滴漂移,使雾滴集中沉积在喷雾中心附近的狭窄区域,但大于30m/s时,会产生二次漂移;气体射流减小了自然风对小粒径液滴(50-200μm)轨迹的影响;相同出口风速下,气体射流与喷嘴轴线夹角越小,风幕效果越好。
   3、设计风幕式气力辅助静电喷雾系统,结合数值模拟和试验结果对系统设计方案进行优化,制造该系统并安装在高地隙喷杆喷雾机上进行田间实验。实验结果表明该系统运行可靠,喷雾漂移量小,达到了预期的设计要求。
   风幕式气力辅助静电喷雾系统的研发为高沉积率、低漂移量农药喷洒系统的设计提供了新思路,论文工作加深了对气体射流作用下静电喷雾流场和荷电液滴群运动特性的认识,为风幕式气力辅助静电喷雾系统的设计和优化提供科学依据。
[硕士论文] 闫惠娟
农业生物环境与能源工程 南京农业大学 2011(学位年度)
摘要:我国是世界最大的水果生产国和消费国,而病虫害防治是保证水果丰产丰收的重要环节,施药机械和施药技术对实现这一目标必不可少。近年来,风送喷雾技术在果园植保领域已显示出其优越性,它不仅可以二次雾化雾滴,还可以减少雾滴漂移,增加药液在靶标上的沉积和附着性能,提高施药工效和农药的有效利用率,减少农药浪费和环境污染,降低生产成本。但我国在此领域与发达国家相比仍有较大的差距。
   以国家863项目"密植型果园仿形定向施药技术研究与装备创制"(2008AA100903)中的3WZ-700型自走式果园风送仿形定向喷雾机风送喷雾系统为研究对象,利用数值模拟工具CFD(计算流体力学)对风机气流速度场进行了数值模拟,得到气流速度场的分布特性,并通过试验进行验证。同时,在风送喷雾试验台上进行风机试验以及喷雾试验研究,用以描述喷雾机的风机及喷雾性能。本文的主要研究内容及相关结论如下:
   (1)对风机气流速度场进行模拟研究。使用前处理器GAMBIT软件建立风机的物理模型,选用标准κ-ε湍流模型,利用CFD软件FLUENT,结合适宜的边界条件和初始条件,对风机气流速度场的分布特性进行数值模拟.结果表明,三种风机出口风速17.94m/s,18.94 m/s,20.84 m/s对气流速度场的分布特性无明显影响。流场区域中,下方区域的气流受导流板影响明显,沿着导流板方向的气流速度最大。由于导流板改变了水平方向的分速度,增加了垂直方向的分速度,使得雾滴穿透底部枝冠层的同时,无法到达底部冠层而沉降到地面的雾滴量减少。上方区域的气流受导流板影响不大,垂直方向的气流分速度较大,可以将雾滴输送到果树冠层的顶部,改善喷雾作业中药液的分布均匀性和雾滴覆盖率。这种气流速度场的分布特性与靶标特性相一致,可以实现喷雾的有效定向沉积.
   (2)在风机试验台上利用风速计测量风机气流速度场,对其分布特性的模拟结果进行验证。结果表明,流场区域中,试验值与模拟值变化趋势一致,三种风机出口风速17.94m/s,18.94 m/s,20.84 m/s条件下的气流速度场分布特性一致,离风机不同距离的垂直截面上的最大风速分布有差异。这种分布特性与实际果园的果树冠形相匹配,更利于果园风送定向喷雾机将农药雾滴送至树冠内部,同时降低农药雾滴的漂移率,提高农药有效利用率.
   (3)喷雾压力、出口风速、导流板角度等是影响喷雾性能的重要因素。为研究各因素对喷雾性能的影响,在风送喷雾试验台上进行雾滴直径分布、喷头流量测定以及垂直面内雾量分布试验。结果表明,喷雾压力越大,其出口雾滴直径越小,不同的喷雾压力对雾滴直径沿射程分布有显著影响。有风送时的雾滴直径明显小于无风送条件下的雾滴直径。在沿射程1-4m范围内,三种出口风速17.94m/s,18.94m/s,20.84 m/s条件下的雾滴直径无明显差异。喷头具有很好的均一性,不同喷雾压力下,各喷头差异性均不超过5%。有无风送对垂直面内雾量沉积有明显的影响。不同的导流板角度在垂直截面上雾量沉积不一样。不同垂直截面上的雾量分布曲线与风速分布曲线一致,均呈树冠形,更利于提高喷雾质量。
   (4)风送条件下,对不同作业速度下果树冠层雾滴沉积分布进行了试验研究。试验结果表明,雾滴沉积随着作业速度的增大而减少,树叶正面雾滴沉积远远大于树叶反面雾滴沉积。靠近喷雾装置一侧(冠层前)的雾滴沉积远远大于与喷雾相背一侧(冠层后)雾滴沉积。不同的采样高度上,雾滴沉积呈"上层>中层>下层"的规律。通过对不同作业速度雾滴沉积分布回归分析得到,冠层前雾滴沉积随着作业速度的增大显著降低,采样高度1.2m树叶正面雾滴沉积与作业速度呈反比,作业速度对其他位置的雾滴沉积无显著影响。
[硕士论文] 贾方闻
生物机电工程 江苏大学 2013(学位年度)
摘要:我国植保机械混药装置检测标准中尚无定量检测指标,限制了在线混药的发展。混药浓度的测量已经引起了国内外学者的关注,并发展了一些测量混药浓度的方法及其装置。但是现有的检测方法仍然以使用流量计等仪器测量混药前农药和水的流量,然后通过计算给出药水混合后溶液浓度值的方法为主,同时也有使用现有仪器检测喷雾后采集到的溶液浓度的方法。这两种方法都无法实现混药浓度的在线检测。本文根据不同浓度的溶液,其折光率不同的原理,设计了一种实现混药浓度在线检测的装置。主要研究工作包括以下几个方面:
   (1)对光线位置探测器和光源进行了对比选取,最终确定了选用PSD作为光线位置探测器,选用二极管激光器作为光源。
   以实现检测功能和减小检测装置体积为目标,对检测管进行了材料的选择,并对检测管的结构和尺寸进行了设计。进行了光路设计,包括光线折射方式的选择,检测折射率最小变化值的确定以及光线入射角和光斑出射点到PSD距离的确定。
   对折光率法在线检测混药浓度装置的零部件进行了加工,并将检测装置安装在了黑色检测箱中,降低了外界光线对浓度检测的影响。
   (2)对单片机和运算放大器进行了对比选取,最终确定了以MSP430f149单片机作为微处理器,以OPA4277PA四运放集成运算放大器作为I/U转换和放大的芯片。
   设计了包括①电源模块,②电源极性转换模块,③指示灯模块,④PSD模块和⑤信号转换及放大模块五个部分的信号调理电路。并进行了PCB板的绘制及加工。
   软件编程实现了数据的转换、采集、处理和显示。(3)针对流量为4.7L/min、5.4L/min和6.1L/min三种情况,分别得到了光斑位置/浓度拟合曲线,其相关系数R2均大于等于0.9763,说明本文设计的折光率法在线检测混药浓度装置可用于三种流量的浓度测量。在4.7L/min、5.4L/min和6.1L/min三种流量,以及1g/L、2g/L、3g/L、4g/L和5g/L五种药液浓度下对检测装置的性能进行了试验验证。在流量为6.1L/min时,折光率法在线检测混药浓度装置测量的浓度值与用分光光度计测量的浓度值存在最大偏差为0.0987g/L,平均相对误差为15.70%,说明该装置可用于混药浓度的在线检测。
   (4)在0.5g/L、1g/L、1.5g/L和2g/L四种药液浓度下进行了温度对浓度检测影响的实验。其拟合曲线的斜率依次为0.0193、0.0193、0.0171和0.0145,其值依次递减,由此可知,溶液浓度越低,温度变化对其浓度检测所产生的影响越大。在胭脂红溶液浓度为0.5g/L的时候,温度变化△T=5℃,光斑位置变化为△d=0.0965mm。在胭脂红溶液浓度为2g/L的时候,温度变化△T=5℃,光斑位置变化为△d=0.0725mm。
   在0.5g/L、1g/L和1.5g/L三种药液浓度下进行了压力对浓度检测影响的试验。试验表明在压力变化为0.3Mp时,溶液浓度为0.5g/L时,其光斑位置变化为0.3776mm;溶液浓度为1.5g/L时,其光斑位置变化为0.3900mm。
   对草甘膦铵盐、氰戊菊酯、百草枯三种农药进行了浓度实验。
   ①在流量为4.7L/min,5.4L/min和6.1L/min时,草甘膦铵盐溶液拟合曲线的相关系数分别为0.9867,0.9769和0.9658。
   ②在流量为4.7L/min、5.4L/min和6.1L/min时,氰戊菊酯溶液二次曲线拟合的相关系数大于直线拟合的相关系数,二次曲线拟合的相关系数分别为0.9779,0.9722和0.9639。
   ③在进行百草枯溶液的浓度实验时,1.6g/L的浓度变化无法引起检测装置输出值的变化,因此在软件实现部分将得到的两路数据直接进行相加。以检测穿过不同浓度百草枯溶液的光线,其光强度的变化,得到百草枯溶液的浓度。
[硕士论文] 但志敏
农业电气化与自动化 江苏大学 2013(学位年度)
摘要:为提高农药的有效利用率、减少农药流失、提高防治效果,农药喷施设备应根据农田内各个小区域中作物病虫草害的具体状况,向受害区域准确喷施所需用量的农药,即精确变量喷药。为此,必须采用系统化思想,将传统植保机械与电子技术、信息技术和智能控制技术相结合,研制能够根据作业小区域内作物病虫草害具体状况进行实时变量作业的智能化植保机械。农药精确变量喷施技术是智能化植保机械的重要研究内容,一直是国内、外精确农业领域的研究热点。本文旨在对精确变量喷施技术进行研究,研制一台智能化实时精确变量喷施喷杆式喷雾机,实现基于处方图的PWM变量喷施控制方式,对提高农药有效利用率、增强病虫草害防治效果、促进我国农业的可持续发展具有重要意义。
   主要的研究工作及结论如下:
   (1)根据智能化精确农业的要求和植保机械技术的发展现状,分析和制定了智能化处方农作变量喷施喷雾机的整体设计方案,主要包括对处方农作信息处理系统和PWM变量喷施控制系统的功能分析。
   (2)根据处方农作嵌入式信息处理系统的功能需求,设计了一套包括车载电脑、DGPS接收机、嵌入式GIS系统、机组前进速度测量装置的农作信息处理系统。其中包括对车载电脑的选型及配套的人机对话设备的安装;DGPS接收机的集成及GPS定位数据的传入、传出和处理;嵌入式GIS软件的加载及对图层信息的处理;机组前进速度检测装置的选型安装及对机组速度的实时检测。
   (3)根据PWM变量喷施控制系统的功能要求,设计了一套能输出PWM信号、采集模拟信号、输出模拟信号及配备人机对话接口的变量喷施控制器。其中,主要包括利用protel99se软件绘制变量控制器的原理图和PCB图,制作成电路板,焊接调试;并使用C语言编写模块化的系统功能程序,烧写到控制器中进行实际测试。
   (4)通过CAN总线利用iCAN协议实现处方农作信息处理系统和PWM变量喷施控制系统的数据连接,并同时挂接到拖拉机上进行实验测试,完成智能化变量喷雾机的研制。通过农田信息分布图生成实验、处方图解译实验对智能化变量喷雾机的功能进行实验测试。实验结果表明该智能化变量喷雾机工作正常,能实现预期功能。
[硕士论文] 于达志
机械设计及理论 江苏大学 2013(学位年度)
摘要:在PWM间歇喷雾式变量喷施系统中,由于其间歇式喷雾特性,导致其雾量沉积分布均匀性较难控制,而药液雾滴在靶标上的沉积分布均匀性对农药药效的影响很大;系统管路中流量变化会引起管路压力损失的改变,致使喷头实际喷雾压力出现波动、喷头间的实际喷雾压力出现差异;隔膜泵间歇性吸排液等特点会造成管路中出现压力脉动;且系统所用电磁阀的快速启闭会在管路中形成液压冲击,二者共同作用将会产生压力谐振;而喷头的喷雾流量和雾化特性对喷雾压力比较敏感,致使喷雾流量控制精度受到较大影响。本文对PWM变量喷施系统性能进行相应的试验测试和流体动力学分析,明确静态雾量沉积分布、管路压力损失、压力脉动及液压冲击与喷雾压力、PWM信号频率和占空比等工况参数之间的关系,建立量化模型,从而设计了一套PWM变量喷施压力稳定控制器并为PWM变量喷施系统的动态雾量沉积分布模型的建立奠定基础。这对于提高农药的有效利用率、节约农药资源、保护农业生态环境,促进农业的可持续发展有着重要意义。主要研究工作及结论如下:
   1.在不同喷雾压力、不同PWM信号频率和占空比下,采用矩阵式雾量收集装置对TR80-05型空心圆锥雾喷头的静态雾量分布进行了测试,并采用非线性回归分析法确立了喷雾压力0.3Mpa.PWM信号频率2Hz、不同PWM信号占空比下的集雾单元尺度上的静态雾量分布模型。结果表明:喷头的静态雾量分布模型呈中心对称的圆环状,且近似符合二维双正态分布;随喷雾压力的增大,雾量沉积量增加,且雾量分布圆环区域半径增大;PWM信号占空比与雾量沉积量近似呈正比关系,而对雾量分布圆环区域半径的影响较小;PWM信号频率对静态雾量分布影响很小。
   2.为揭示系统管路压力损失的变化特性和液压冲击特性,在PWM间歇喷雾式变量喷施管路系统中进行了流体动力学分析,确定了不同喷雾流量下的管路药液流态,建立了压力损失和液压冲击的计算模型,分析了0.3MPa设定喷杆压力下的管路压力损失变化范围和液压冲击幅度,并进行了实际试验测试。结果表明:在0.3MPa设定喷杆压力下,同一喷头前端管路的压力损失的变化幅度可达140kPa,不同喷头间的实际喷雾压力差异可达25kPa,由于电磁阀快速启闭而引起的液压冲击幅值可达170kPa。
   3.为得到系统中由隔膜泵和电磁阀带来的压力脉动和液压冲击以及二者共同作用产生的压力谐振,在不同隔膜泵转速、不同PWM控制信号频率和占空比下进行了压力脉动和液压冲击的综合测试研究。结果表明:随着隔膜泵转速的增加,压力脉动周期逐渐变小,幅值逐渐变大;随着PWM信号频率的增加,液压冲击和压力谐振趋于压力脉动的形式,周期逐渐变小,幅值逐渐变大;而PWM信号占空比对液压冲击和压力谐振的影响不明显。
   4.本文结合隔膜泵和比例溢流阀的特性,设计了一套PWM变量喷施压力稳定控制器。压力稳定控制器选用了DSP56F805数字信号控制器,建立了以预测控制和均值PID控制为中心的压力稳定控制模型,并进行了压力稳定控制试验。试验表明:经压力稳定控制后,喷杆压力调节误差≤±0.05MPa。基本达到实际所需要求。
[硕士论文] 陈勇将
机械设计及理论 南京林业大学 2009(学位年度)
摘要:扇形雾喷头是植保机械中应用广泛,且特点显著的一种植保喷头。扇形雾喷头还有许多问题亟待解决,尚需深入研究。本文旨在实现扇形雾喷头参数化结构设计,构建喷头快速开发平台技术,为实现我国自主快速开发扇形雾喷头系列化产品提供依据。
   本文从扇形雾喷头的内部结构优化设计和性能参数的试验研究入手,进行扇形雾喷头系列化产品的快速设计研究,使用二次开发工具Pro/Toolkit开发了扇形雾喷头参数化设计模块。
   其次采用FLUENT流体力学软件,对扇形雾喷头内部流场流动情况进行计算与模拟,模拟结果发现,速度与压力分布图的转折点都在切槽角处,并研究了变结构参数时对喷头内部速度场的影响程度。同时采用离散相模型(VOF)和离散相模型(DPM)对扇形雾喷头喷雾场及雾化过程进行了模拟。
   最后使用PolyJet快速成型技术制造出扇形雾喷头的实物模型,并使用喷头流量测量系统中对喷头的流量和喷雾角进行了测量,将测量的试验数据用来与理论推导数据和模拟数据对比分析,对比分析结果发现,流量数据变化趋势基本一致,而喷雾角数据趋势不明显。此结果表明,PolyJet快速成型技术的制造精度还不能满足喷头性能试验研究的要求。
  
[硕士论文] 阮文就
机械设计及理论 南京林业大学 2009(学位年度)
摘要:脉冲式烟雾机是一种应用广泛、防治高效的植保机械。药液喷头是烟雾机的主要工作部件之一,它直接影响着烟雾机的工作性能及雾化效果。因此,研究和探索脉冲式烟雾机的药液喷头参数对雾粒分布的影响具有十分重要的意义。
   本文着重研究药液喷头参数(药液喷嘴的安装位置、药液喷嘴的孔径)对雾粒分布的影响。通过设计5种不同孔径的药液喷嘴、6个喷嘴的安装位置,在相同的试验条件和测量系统下进行了雾化组合试验。本文参考了国内外的雾滴测量方法并选用了Winner312型工业喷雾激光粒度分析仪和Winner211激光粒度分析专家系统开展了雾粒大小及其分布的测量。
   研究结果显示,药液喷嘴孔径的大小和药液喷嘴的安装位置直接影响雾化效果。在不同的安装位置,喷嘴的孔径越大雾粒直径越小、雾粒分布越均匀。
   本文通过对测量喷嘴所在位置的喷管轴心温度,初步分析了喷管轴心温度对雾粒直径的影响。研究结果表明,温度越高也就是药液喷嘴越靠近燃烧室时,雾粒直径越小,雾化效果就越好。
   本文确定了脉冲式烟雾机的最佳药液喷头参数:喷嘴孔径为1.8mm,喷嘴的安装位置离喷管出口距离250mm。
   本文主要采用设计和试验分析的方法进行探索性的研究,其数据结果为进一步开展脉冲喷气式发动机的数值研究和理论验证奠定了一定的基础。
[博士论文] 杨学军
机械设计与理论 江苏大学 2005(学位年度)
摘要:本文研究了植物保护机械用扇形雾低量喷头和圆锥雾低量喷头,其中扇形雾喷头包括90和120两个系列。本文通过理论推导和试验相结合的研究方法,分析了低量喷头的雾化机理以及影响它们雾化性能的因素,推导出进行低量喷头设计的主要计算公式,并在大量试验的基础上,完整归纳出低量扇形雾喷头和圆锥雾喷头的设计方法。按照本文的方案,已成功试制出上述两种类型的低量喷头系列,试验和实际应用表明,喷头的各项性能指标达到二十世纪九十年代国际先进水平,取得了理想的效果。
  在AutoCAD2000环境中,利用其提供的二次开发功能,用ObjectARX2000作为开发工具,开发出低量喷头CAD系统,从而实现了低量喷头的二维工程图形和三维实体图形的自动设计与绘制。
  在国内首次利用CFD软件fluent对植保机械用圆锥雾喷头的雾场进行了数值分析,确定了雾滴在雾场内速度的变化规律、粒径大小变化规律及雾滴的运动轨迹。圆锥雾喷头的喷雾为两相、不稳定、密集喷注射流,包含了液滴碰撞、蒸发、扩散等复杂的雾化过程,同时经历着热能、质量和动量的交换。而喷头的雾场(速度分布和粒度分布)与喷头的性能密切相关,利用数值模拟分析喷头的雾场,对于喷头的设计具有十分重要的指导意义,同时必将为今后进一步研究植保机械喷头,探索了一条新的理论途径。
  通过计算机模拟分析了动静态条件下,扇形雾喷头在喷杆上的配置及喷杆的振动对雾量分布的影响,并通过试验进行了验证。喷头在水平喷杆上的配置方式及喷杆的不规则运动都是影响喷杆式喷雾机雾量分布均匀度的重要因素。通过雾量均匀度分析,可以得出结论,即喷杆的水平振动较竖直振动对雾量分布有更大的影响,适当增加喷头数和减少喷头间距或加大喷杆的工作高度可以有效降低竖直振动对雾量分布的影响。这对我们设计喷雾机喷杆和实际喷雾操作有非常重要的指导意义。
[博士论文] 刘雪美
农业机械化工程 山东农业大学 2010(学位年度)
摘要:目前我国常用的大田喷杆喷雾机在施药过程中存在农药飘失严重,雾滴在冠层中的穿透性较差、作物中下部沉积少、分布均匀性差、雾滴减飘效果受自然风速影响较大等问题,在借鉴国内外对气流辅助式防飘喷雾技术的研究基础上,本文从风助风筒结构参数优化、设计安装新型结构导流器和优化多工况控制参数的角度,减少农药飘失,提高药物沉积率,研制了基于新型导流器的风助风筒型喷杆喷雾机,防飘效果显著,并进行了试验研究和性能测试。具体完成的研究工作如下:
   1、从理论上分析了气流辅助式喷杆喷雾机防止雾滴飘失的机理。
   2、采用计算流体力学(CFD)技术对风助风筒内流场及工作外流场组成的三维区域进行了建模和仿真。并对原型风筒流场仿真结果进行了分析,分析表明:原型风筒内流场存在强旋流、流道窄的缺点,导致工作外流场风速变异系数大。
   3、针对气流辅助式喷杆喷雾机的风助风筒原始设计的缺陷,提出了一种集成相关向量机、多目标遗传算法和模糊推理技术的多目标优化设计方法。首先为了增加辅助气流的减飘和穿透能力,构造出风助风筒的设计优化目标函数。利用均匀设计安排试验方案,并通过流体动力学仿真完成训练样本采集。选定相关向量机作为优化设计的评估函数。结合多目标遗传算法,求解出问题的Pareto最优解集,建立模糊推理系统获取问题的最终解。应用CFD验证经圆整后的最终解,其流速分布均匀性指标得到显著提高。改进的样机试验证明出口平均风速较改进前增加了25.26%,0.5m处平均风速较原始设计提高13.11%,0.5m处风速变异系数提高了35.6%。
   4、为彻底克服内流场强旋流、流道窄的不足,在结构参数多目标优化设计的基础上,增加导流器装置,更进一步优化了流场结构,减小损耗,提高效率,使流场在风筒长度方向上具有良好的风速一致性。本文还对两种不同结构的导流器对风筒的内流场和外流场的影响效果进行对比分析,仿真结果表明圆孔式导流器可大幅提高工作效率但出风口下方0.5米处风速变异系数较大;槽式导流器可小幅提高效率,更能很大程度的减小0.5m处风速变异系数。增加槽式导流器后,样机试验风速变异系数5.5%,相比未加导流器风速变异系数降低52.6%。
   5、在有风大田作业时,优化的喷雾机工作参数对于减小喷雾机功耗、减少雾滴漂移、提高植物表面的药物沉积非常重要。为进一步提高农药利用率、减少农药施用量,面向喷雾效果的施药技术应能得到足够重视。本文采用计算流体力学(CFD)技术,研究喷雾机在自然风影响下,风助风筒气流流场与离散雾滴在三维区域内的交互耦合作用,进行了综合仿真。结果表明:增大风筒气流出口速度,可以胁迫雾滴向靶标运动,增加雾滴沉积率。为了建立优化的喷雾机控制参数,建立了不同自然风速下减飘模型,运用多目标优化方法进行了工作参数的优化,并通过建立模糊决策支持系统对模型未考虑变量进行工作参数修正。
   6、对优化设计有导流器的气流辅助式喷杆喷雾机进行了样机设计和加工,并通过气流辅助喷雾和常规喷雾两种作业方式的室内试验、样机试验的对比,评价了有导流器的气流辅助式喷雾机的风幕风速均匀性、防飘性能和二次雾化性能。实验结果证明,有导流器的气流辅助式喷杆喷雾机与常规喷雾相比雾滴密度提高了29.5%,分布变异系数降低了78.5%。雾滴穿透性试验,在作物上层,雾滴密度提高52.5%,分布变异系数降低37.4%;在作物中层,雾滴密度提高18.72%,分布变异系数降低15.05%;在作物下层,雾滴密度提高61.7%,分布变异系数降低18.3%。二次雾化性能测试,DR值提高13.115%。在防飘测试中,飘失量减少达66.7172%。
[硕士论文] 彭震
植物保护 南京农业大学 2010(学位年度)
摘要:频振式杀虫灯是利用害虫的趋光、趋波、趋色等特性,集光、波、色于一体,将光的波长、波段、波的频率设定在特定范围内,加以引诱成虫扑灯,灯外配以频振式高压电网对害虫触杀,使害虫落入灯下的接虫袋内,达到杀灭害虫的目的。频振式杀虫灯诱杀蔬菜害虫是一种重要的物理防治措施,具有诱虫种类广、诱虫量大、对天敌安全、使用成本低、使用方便等特点。
   频振式杀虫灯能诱杀上海市蔬菜种植地区蔬菜上的主要害虫,如甜菜夜蛾(Spodoptera exigua Hǖbner)、小菜蛾(Plutella xylostella L.)、斜纹夜蛾(ProdenialituraFabricius)等。应用频振式杀虫灯诱杀害虫,需要根据蔬菜种类和种植方式设置高度。对于棚架式蔬菜,频振式杀虫灯挂置高度应在80-120Cm为宜;对于贴地蔬菜,频振式杀虫灯挂置高度60-80Cm为宜。一般情况下以60-100 Cm为有效高度。4月下旬至10月中旬,是应用频振式杀虫灯诱杀害虫的有效季节,夜间7:00至12:00 pm是诱杀害虫的有效时间。与防虫网、性诱剂和频振式杀虫灯配合使用,诱杀害虫和防治效果更佳。频振式杀虫灯外置的杀虫网需要间隔3天刷新1次。
   频振式杀虫灯能有效杀灭成虫、降低田间落卵量,压低虫口基数,可明显减少化学农药的使用量和使用次数,对有效控制害虫抗性的产生、减少化学农药使用量、减轻化学农药对环境的污染和维护生态平衡发挥了极其重要的作用,对保护蔬菜生产的安全、优质和卫生,为市民吃上放心菜和人民的身体健康提供了有力保障,具有显著的社会效益和生态效益。
  
[硕士论文] 崔志华
农业工程 中国农业大学 2007(学位年度)
摘要:雾滴飘移是影响化学农药喷施效率及施药安全的一个重要因素。本文在分析总结国内外大量相关文献的基础上提出了一种对单风筒风送式喷雾机风筒的改进方法——为喷雾机收缩风筒的出风口设计安装一个锥形导风筒和一个同轴柱形导风筒以改变雾型,进一步减小雾滴飘移,从而达到提高果园喷雾作业中农药使用效率的目标。在此基础上,利用计算流体力学软件对单风筒风送式喷雾机新型风筒和传统风筒的内部及出口附近气相流场进行了模拟,通过对比两者的气相流场,分析了新型风筒对气相流场的影响;同时,在模拟得到的气相稳态流场内加入离散相雾滴因子,最终得到新型喷雾机风筒和传统风筒的雾滴运动轨迹及在不同条件下各自的沉积率,分析了新型风筒结构参数、风机送风量、喷头类型等因素对雾滴沉积率的影响。研究所做的主要工作为: 首先利用有限容积法进行仿真模拟,通过对比分析两者在水平方向和垂直方向速度大小及其分布的差异性,获得新型风筒的防飘机理为:锥形导风筒的加入有利于提高雾滴水平方向速度,减小雾滴速度的垂直方向的分量,从而能改善雾滴的穿透性,减小雾滴飘移率;同轴柱形导风筒把风筒内部气流分成中心气流和外围气流两部分,通过改变气流通过的横截面积改变气流速度,这样就在出风口形成梯度风,使外围气流速度大于内部中心气流速度,于是在风筒内壁面附近形成一层风幕,有助于提高雾滴沉积率。 其次,通过设计试验方案和进行大量的模拟试验,研究了新型风筒各结构参数、喷头型号和风机送风量对喷雾机防飘效果(雾滴沉积率)的影响。研究结果表明,第一,各结构参数对雾滴的沉积率都有显著性影响,各因素对雾滴沉积率的影响程度从强到弱排列依次为:同轴柱形导风筒的长度、锥形导风筒的角度、锥形导风筒的长度、同轴柱形导风筒的直径。各因素间两两交互作用中,柱形导风筒的长度和锥形导风筒的角度间的交互作用最重要,其次是柱形导风筒的长度与锥形导风筒的长度间的交互作用,其余交互作用影响较小,可忽略不计;第二,当风送式喷雾机的雾滴较细小时沉积率较高;第三,对风机送风量引起雾滴沉积率变化的分析中发现:当风速增加时,沉积率也增加,沉积率与风速正相关,这与何雄奎等在2002年进行的果园喷雾机风速对雾滴的沉积分布影响研究的试验中得出的结论一致。 总之,论文通过对新型风筒内部及出口附近流场的模拟得到了它的防飘移机理,通过对风筒结构改进能使喷雾机的雾滴沉积率最多能提高30.6%,同时,通过模拟试验获得了风筒结构参数、喷头型号及风机送风量对雾滴沉积率的影响程度,为控制、预测单风筒弥雾机雾滴飘移情况提供了理论依据、为进一步减小雾滴飘移打下了基础。
[硕士论文] 彭军
机械制造及其自动化 武汉理工大学 2006(学位年度)
摘要:低容量喷雾和风送远射程喷雾技术是近年来世界植保机械领域研究的新技术。其独特的优点是省工、省药、费用低,对农药的剂型、气象条件要求不严格等。但我国在此领域与发达国家还有很大差距,主要体现在施药工效低和农药有效利用率低等。因此积极开展我国施药器械和施药技术的基础理论研究,尽快提高我国农药使用技术水平便成为当务之急。 CFD(ComputationalFluidDynamics)技术发展到今天,已逐渐作为一种新手段而日益受到重视并得以广泛地应用和发展,并在诸如航空航天等高科技领域中得到了众多工程实践的证实。CFD技术对这些领域中流动、传热、燃烧、化学反应、多相流等问题的高精度数值预测使其在越来越多的工程中得到推广和应用。 本文基于6WC-30Y-G型车载式超低容量喷雾机的喷雾装置,结合喷雾装置流场区域内流场的湍流特性,建立合适的湍流模型。基于CFD通用软件FLUENT,确定了一套喷雾装置内流场的数值模拟方法。 首先,从理论上分析雾滴破碎的机理,找出影响雾滴尺寸和均匀性的主要因素。 其次,针对喷雾装置内流场的流动情况,建立合适的湍流模型,并寻找合理的数值求解算法。结合喷雾区域流场的流动状态对喷雾装置内流场数值模拟的过程及关键问题进行了阐述。 第三,利用FLUENT软件对喷雾装置内流场进行模拟分析。通过对起涡器和喷筒选取不同的参数,分别进行模拟分析,比较模拟结果找到最优的起涡器参数,给喷雾装置的设计提供理论依据。
[硕士论文] 牛萌萌
农业机械化工程 华南农业大学 2016(学位年度)
摘要:植物保护是现代农业生产的重要环节之一。目前植物保护的方法主要有化学、物理、生物和综合防治等。化学防治具有高效、快速、防治及时等特点,特别是对突发性、大面积爆发性的病虫害,能做到快速、有效的控制。因此,化学防治仍将是植物保护作业中对作物进行病虫害防治的主要方法。受立地条件的限制,南方丘陵地区果园液力施药机械的发展相比大田作物较为滞后,中大型喷雾机械难以推广,轻型机动喷雾机仍将是主流。当前喷雾机使用时药水混合一般采用预混式,这种方式容易出现混药不均匀,预混药液过剩的浪费问题,及药水对液泵的腐蚀现象。同时随着农药施用量的不断增加及人们对生态环境和食品安全等问题的日益关注,施药过程中喷雾飘移产生的影响已成为需要注意的主要问题之一。因此,要及时调整产品结构,结合不同农业区域的特点,研制出适合不同地区现代农业植保的喷雾机械,促使农药利用率不断提高。
  本文结合南方丘陵地区果园的种植模式,设计了一种果园在线混药型静电喷雾机,通过开展喷头类型与喷雾角度对雾滴沉积影响试验、在线混药系统混药性能试验以及静电喷雾系统喷雾飘移试验,获取了主要参数对喷雾性能影响的规律,并进行了风辅静电喷雾结构的设计优化与试验研究。研究结果表明:
  1)标准实心圆锥喷头HH-SS1、扇形喷头HU-SS60-02和HU-SS60-03三种喷头喷雾角度分别为-15°、-30°和-30°时叶片正面喷雾效果较优,分别为+30°、+30°和+45°时叶片反面喷雾效果较优。在垂直平面上改变喷雾角度会影响雾滴沉积分布。
  2)在混药比例0.1%、0.2%、0.3%和喷雾压力0.50、0.75、1.00 MPa的试验条件下,在线混药系统的混药均匀性和混药稳定性的最大变异系数分别为4.46%和3.51%,表明系统混药性能较优。
  3)在同一恒风风速下,随着静电电压的增加,雾滴的飘移中心距离和飘失率增大,在侧风风速4 m/s时,4~8 kV静电喷雾的雾滴飘移中心距在0.9 m以上,雾滴飘失率在30%以上。因此,静电喷雾适合在无风或低风速环境下作业,在实际喷雾作业时当施药区环境风速较大时应采用低电压喷雾或非静电式喷雾。
  4)采用风辅静电喷雾的无冠层采样架上采样点正面的雾滴附着率相对于无风辅无静电方式分别提高了9.3%、46.3%和53.2%,采样点反面的雾滴附着率分别提高了82.9%、164.3%和184.2%。在仿真柑橘树冠层内部叶片正面的雾滴附着率为48个/cm2左右,叶片反面为37个/cm2,相对于无风辅无静电方式分别提高了166.7%和428.6%,说明采用风辅静电方式可显著提高喷杆式喷雾机的雾滴吸附能力和穿透能力;同时采用风辅喷雾方式可有效的抑制雾滴的飘移现象。
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