專利名稱：一種風(fēng)送噴霧測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)送噴霧測試裝置，特別涉及一種能夠精確調(diào)整風(fēng)速大小、噴霧壓力、噴頭位置等因素的噴霧霧化特性測試裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，化學(xué)防治農(nóng)作物病蟲害發(fā)揮著重要的作用。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)，由于使用化學(xué)農(nóng)藥，全世界每年挽回20% 25%的農(nóng)產(chǎn)品，價(jià)值1000多億美元。大體是投入一份農(nóng)藥可收回相當(dāng)于農(nóng)藥4 5倍價(jià)值的農(nóng)產(chǎn)品。我國每年因各種病蟲草害損失糧食約4000萬噸，約占全國糧食總產(chǎn)量的8. 8%。但近幾年由于農(nóng)藥的大量使用、對環(huán)境、農(nóng)副食品和農(nóng)作物安全帶來巨大威脅。精準(zhǔn)施藥是降低農(nóng)藥殘留，減小農(nóng)藥對環(huán)境、農(nóng)產(chǎn)品和農(nóng)作物威脅的重要手段。
果園作物枝干高大、枝葉稠密豐厚的特點(diǎn)決定果園精準(zhǔn)施藥技術(shù)中，風(fēng)送施藥技術(shù)占有重要地位。風(fēng)送施藥具有射程遠(yuǎn)、穿透能力強(qiáng)等優(yōu)勢，但風(fēng)力對噴霧霧化特性具有很大影響。研究風(fēng)送噴霧霧化特性，為風(fēng)送噴藥機(jī)研發(fā)提供基礎(chǔ)理論支持，具有重要意義。
風(fēng)送噴霧霧化特性受多種因素影響，如風(fēng)速大小、噴霧壓力、噴霧方向、噴頭類型等。為了研究各影響因素對霧化特性的影響規(guī)律，需要一種能夠精確調(diào)整風(fēng)速大小、噴霧壓力、噴頭位置等因素的噴霧霧化特性測試裝置。發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種風(fēng)送噴霧測試裝置，可以精確調(diào)整風(fēng)速大小、噴霧壓力、噴頭位置，能夠測試不同條件下噴霧霧化特性。
( 二 )技術(shù)方案
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種風(fēng)送噴霧測試裝置，包括
四維方位可調(diào)的四維移動(dòng)裝置，連接于所述四維移動(dòng)裝置上的噴頭，與所述噴頭相連接的壓力可調(diào)的藥液供給裝置，位于所述噴頭后方的風(fēng)速可調(diào)的送風(fēng)裝置及分別與所述四維移動(dòng)裝置、藥液供給裝置及送風(fēng)裝置電連接的控制裝置，所述控制裝置分別用于控制所述噴頭位置和角度，噴霧壓力及風(fēng)速的大小。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述四維移動(dòng)裝置包括呈相交直角坐標(biāo)系的X軸導(dǎo)軌、Y軸導(dǎo)軌、Z軸導(dǎo)軌及旋轉(zhuǎn)軸T軸，所述X軸導(dǎo)軌、Y軸導(dǎo)軌、Z軸導(dǎo)軌分別設(shè)置有與其平行的X軸絲杠、Y軸絲杠、Z軸絲杠及分別位于其上的X軸滑塊、Y軸滑塊及Z軸滑塊；所述 Y軸導(dǎo)軌與所述X軸滑塊固定，所述Z軸導(dǎo)軌與所述Y軸滑塊固定，所述T軸通過T軸固定體與所述Z軸滑塊固定，所述T軸固定體再連接到T軸旋轉(zhuǎn)體后經(jīng)固定桿連接到所述噴頭；
所述X軸滑塊、Y軸滑塊、Z軸滑塊、T軸旋轉(zhuǎn)體分別與X軸步進(jìn)電機(jī)、Y軸步進(jìn)電機(jī)、Z軸步進(jìn)電機(jī)、T軸步進(jìn)電機(jī)連接并由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)；
所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與所述控制裝置電連接。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述藥液供給裝置包括用于盛放藥液的氣罐；向所述氣罐內(nèi)供氣的氣泵；位于所述氣罐內(nèi)部的壓力傳感器，其用于實(shí)時(shí)測量氣罐內(nèi)壓力；連接于所述氣罐的輸氣管道的電磁閥；調(diào)壓控制器，其輸入端及輸出端分別與所述壓力傳感器及所述電磁閥電連接，用于實(shí)時(shí)讀取所述壓力傳感器的測量值并控制電磁閥開閉；
所述調(diào)壓控制器與所述控制裝置電連接。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述送風(fēng)裝置包括風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)內(nèi)具有三相異步電動(dòng)機(jī)；與風(fēng)機(jī)相連的風(fēng)筒，所述風(fēng)筒固定于所述噴頭的后方；位于所述風(fēng)筒內(nèi)部的風(fēng)速儀，所述風(fēng)速儀用于測量風(fēng)筒內(nèi)風(fēng)速大?。慌c所述風(fēng)機(jī)相連的變頻器，用于調(diào)節(jié)所述風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；
所述變頻器與所述控制裝置電連接。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述控制裝置與所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、所述調(diào)壓控制器及所述變頻器均為RS232串口通訊。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述控制裝置包括數(shù)據(jù)輸入模塊、噴頭位置設(shè)置模塊、 噴霧壓力設(shè)置模塊及風(fēng)速設(shè)置模塊；所述數(shù)據(jù)輸入模塊用于測試數(shù)值的輸入，所述測試數(shù)值包括噴頭坐標(biāo)、噴霧壓力值及風(fēng)速值；所述噴頭位置設(shè)置模塊、噴霧壓力設(shè)置模塊及風(fēng)速設(shè)置模塊分別用于控制所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、調(diào)壓控制器及變頻器。
(三)有益效果
上述技術(shù)方案所提供的風(fēng)送噴霧測試裝置中，其包括四維方位可調(diào)的四維移動(dòng)裝置，連接于所述四維移動(dòng)裝置上的噴頭，與所述噴頭相連接的壓力可調(diào)的藥液供給裝置， 位于所述噴頭后方的風(fēng)速可調(diào)的送風(fēng)裝置及分別與所述四維移動(dòng)裝置、藥液供給裝置及送風(fēng)裝置電連接的控制裝置，所述控制裝置分別用于控制所述噴頭位置和角度，噴霧壓力及風(fēng)速的大小。本裝置結(jié)構(gòu)合理，操作方便，可精確調(diào)整風(fēng)速大小、噴霧壓力、噴頭位置，能夠測試不同條件下噴霧霧化特性，為精準(zhǔn)施藥研究提供平臺(tái)支持。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例風(fēng)送噴霧測試裝置的組成示意圖2為本發(fā)明實(shí)施例風(fēng)送噴霧測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明實(shí)施例風(fēng)送噴霧測試裝置的四維移動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明實(shí)施例風(fēng)送噴霧測試裝置的T軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明實(shí)施例風(fēng)送噴霧測試裝置的風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意其中，1 激光發(fā)射探頭；2 噴頭；3 固定桿；4 =T軸旋轉(zhuǎn)體；5 =T軸步進(jìn)電機(jī)；6 =T 軸固定體；7 :Υ軸絲杠；8 :Υ軸導(dǎo)軌；9 :Χ軸滑塊；10 :Χ軸導(dǎo)軌；11 :Υ軸步進(jìn)電機(jī)；12 :Υ軸滑塊；13 :Ζ軸導(dǎo)軌；14 :Ζ軸滑塊；15 :Ζ軸絲杠；16 :Ζ軸步進(jìn)電機(jī)；17 激光接收探頭；18 激光霧滴測量儀支架；19 風(fēng)機(jī)支架；20 風(fēng)機(jī)外殼；21 三相異步電動(dòng)機(jī)；22 進(jìn)風(fēng)口 ；23 出風(fēng)口。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
如圖1所示，為本實(shí)施例的風(fēng)送噴霧測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括四維方位可調(diào)的四維移動(dòng)裝置，連接于四維移動(dòng)裝置上的噴頭2，與噴頭2相連接的壓力可調(diào)的藥液供給裝置，位于噴頭2后方的風(fēng)速可調(diào)的送風(fēng)裝置及分別與四維移動(dòng)裝置、藥液供給裝置及送風(fēng)裝置電連接的控制裝置，控制裝置分別用于控制噴頭2位置和角度，噴霧壓力及風(fēng)速的大小。
控制裝置可以選擇如計(jì)算機(jī)、單片機(jī)等，本實(shí)施例優(yōu)選工業(yè)用計(jì)算機(jī)，控制裝置內(nèi)部設(shè)置有控制軟件及預(yù)設(shè)程序?？刂蒲b置應(yīng)用軟件控制調(diào)壓控制器、變頻器和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器以控制噴霧壓力、風(fēng)速和噴頭位置；激光霧滴測量儀，用于測量霧滴大小和霧滴速度等霧化特性參數(shù)。
結(jié)合圖2至4中所示，四維移動(dòng)裝置包括呈相交直角坐標(biāo)系的X軸導(dǎo)軌10、Y軸導(dǎo)軌8、Z軸導(dǎo)軌13及旋轉(zhuǎn)軸T軸，X軸導(dǎo)軌10、Y軸導(dǎo)軌8、Z軸導(dǎo)軌13分別設(shè)置有與其平行的X軸絲杠、Y軸絲杠7、Z軸絲杠15及分別位于其上的X軸滑塊9、Y軸滑塊12及Z軸滑塊14 ；Y軸導(dǎo)軌8與X軸滑塊9固定，Z軸導(dǎo)軌13與Y軸滑塊12固定，T軸通過T軸固定體6與Z軸滑塊14固定，T軸固定體6再連接到T軸旋轉(zhuǎn)體4后經(jīng)固定桿3連接到噴頭 2 ；X軸滑塊9、Y軸滑塊12、Z軸滑塊14、T軸旋轉(zhuǎn)體4分別與X軸步進(jìn)電機(jī)、Y軸步進(jìn)電機(jī) 11、Z軸步進(jìn)電機(jī)16、T軸步進(jìn)電機(jī)5連接并由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)；步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與控制裝置電連接。上述四維移動(dòng)裝置能夠快速帶動(dòng)噴頭2精確移動(dòng)，并使噴頭2精確處于某一確定角度。激光發(fā)射探頭1和激光接收探頭17固定在激光霧滴測量儀支架18上，用于檢測探頭3的噴霧參數(shù)。
藥液供給裝置包括用于盛放藥液的氣罐，該氣罐的上方為空氣，底部為藥液；向氣罐內(nèi)供氣的氣泵；位于氣罐內(nèi)部的壓力傳感器，其用于實(shí)時(shí)測量氣罐內(nèi)壓力；連接于氣罐的輸氣管道的電磁閥；調(diào)壓控制器，其輸入端及輸出端分別與壓力傳感器及電磁閥電連接，用于實(shí)時(shí)讀取壓力傳感器的測量值并控制電磁閥開閉，從而保證氣罐內(nèi)部的氣壓的恒定，從而保證噴霧壓力的穩(wěn)定；調(diào)壓控制器與控制裝置電連接。
送風(fēng)裝置包括風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)內(nèi)具有三相異步電動(dòng)機(jī)21 ；與風(fēng)機(jī)相連的風(fēng)筒，風(fēng)筒固定于噴頭2的后方；位于風(fēng)筒內(nèi)部的風(fēng)速儀，風(fēng)速儀用于測量風(fēng)筒內(nèi)風(fēng)速大?。慌c風(fēng)機(jī)相連的變頻器，用于調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；變頻器與控制裝置電連接。如圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例風(fēng)送噴霧測試裝置的風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；該風(fēng)機(jī)具體結(jié)構(gòu)有風(fēng)機(jī)支架19，用于固定和支撐風(fēng)機(jī)； 風(fēng)機(jī)外殼20 ；進(jìn)風(fēng)口 22 ；出風(fēng)口 23 ；三相異步電動(dòng)機(jī)21，用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以通過調(diào)頻的方式調(diào)節(jié)。
本實(shí)施例優(yōu)選的控制裝置與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、調(diào)壓控制器及變頻器均為RS232串口通訊。同樣的，也可通過并口通訊等方式傳遞信號。
控制裝置包括數(shù)據(jù)輸入模塊、噴頭位置設(shè)置模塊、噴霧壓力設(shè)置模塊及風(fēng)速設(shè)置模塊；數(shù)據(jù)輸入模塊用于測試數(shù)值的輸入，測試數(shù)值包括噴頭坐標(biāo)、噴霧壓力值及風(fēng)速值； 噴頭位置設(shè)置模塊、噴霧壓力設(shè)置模塊及風(fēng)速設(shè)置模塊分別用于控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、調(diào)壓控制器及變頻器。
由于該風(fēng)送噴霧測試裝置具有上述結(jié)構(gòu)，可以完成風(fēng)送霧滴特性測試試驗(yàn)，該裝置的具體實(shí)施過程如下
工作時(shí)將藥液灌入氣罐內(nèi)，打開氣泵、調(diào)壓控制器、變頻器、激光霧滴測量儀和計(jì)算機(jī)電源，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)控制軟件；通過該軟件設(shè)置噴頭位置各項(xiàng)參數(shù)，如輸入噴頭目標(biāo)X、 y、z坐標(biāo)和角度，調(diào)整噴頭位置和角度，點(diǎn)擊“定位”按鈕后該軟件通過RS232串口向步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器發(fā)送控制指令，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)四維移動(dòng)臺(tái)帶動(dòng)噴頭到達(dá)指定位置和特定角度；通過計(jì)算機(jī)控制軟件設(shè)置噴霧壓力，通過輸入噴霧壓力設(shè)定值，并保持噴霧壓力于該噴霧壓力最小值之上，點(diǎn)擊“啟動(dòng)”按鈕后該軟件通過RS232串口向調(diào)壓控制器發(fā)送控制指令，該控制器通過開關(guān)電磁閥調(diào)節(jié)并是噴霧壓力穩(wěn)定與設(shè)定值上；通過計(jì)算機(jī)控制軟件設(shè)置風(fēng)速，通過輸入風(fēng)速大小值，調(diào)節(jié)風(fēng)筒內(nèi)風(fēng)速大小，點(diǎn)擊“啟動(dòng)”按鈕后該軟件通過RS232串口向變頻器發(fā)送控制指令，使風(fēng)機(jī)以特定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，輸出特定速度的風(fēng)力；通過激光霧滴測量儀測量設(shè)定試驗(yàn)條件下霧滴大小和霧滴速度等霧滴特性參數(shù)。
由以上實(shí)施例可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的風(fēng)送噴霧測試裝置中，其包括四維方位可調(diào)的四維移動(dòng)裝置，連接于四維移動(dòng)裝置上的噴頭2，與噴頭2相連接的壓力可調(diào)的藥液供給裝置，位于噴頭2后方的風(fēng)速可調(diào)的送風(fēng)裝置及分別與四維移動(dòng)裝置、藥液供給裝置及送風(fēng)裝置電連接的控制裝置，控制裝置分別用于控制噴頭2位置和角度，噴霧壓力及風(fēng)速的大小。本裝置結(jié)構(gòu)合理，操作方便，可精確調(diào)整風(fēng)速大小、噴霧壓力、噴頭2位置， 能夠測試不同條件下噴霧霧化特性。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)送噴霧測試裝置，其特征在于，包括四維方位可調(diào)的四維移動(dòng)裝置，連接于所述四維移動(dòng)裝置上的噴頭，與所述噴頭相連接的壓力可調(diào)的藥液供給裝置，位于所述噴頭后方的風(fēng)速可調(diào)的送風(fēng)裝置及分別與所述四維移動(dòng)裝置、藥液供給裝置及送風(fēng)裝置電連接的控制裝置，所述控制裝置分別用于控制所述噴頭位置和角度，噴霧壓力及風(fēng)速的大小。
2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)送噴霧測試裝置，其特征在于，所述四維移動(dòng)裝置包括呈相交直角坐標(biāo)系的X軸導(dǎo)軌、Y軸導(dǎo)軌、Z軸導(dǎo)軌及旋轉(zhuǎn)軸T軸，所述X軸導(dǎo)軌、Y軸導(dǎo)軌、Z軸導(dǎo)軌分別設(shè)置有與其平行的X軸絲杠、Y軸絲杠、Z軸絲杠及分別位于其上的X軸滑塊、Y軸滑塊及Z軸滑塊；所述Y軸導(dǎo)軌與所述X軸滑塊固定，所述Z軸導(dǎo)軌與所述Y軸滑塊固定， 所述T軸通過T軸固定體與所述Z軸滑塊固定，所述T軸固定體再連接到T軸旋轉(zhuǎn)體后經(jīng)固定桿連接到所述噴頭；所述X軸滑塊、Y軸滑塊、Z軸滑塊、T軸旋轉(zhuǎn)體分別與X軸步進(jìn)電機(jī)、Y軸步進(jìn)電機(jī)、Z 軸步進(jìn)電機(jī)、T軸步進(jìn)電機(jī)連接并由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)；所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與所述控制裝置電連接。
3.如權(quán)利要求2所述的風(fēng)送噴霧測試裝置，其特征在于，所述藥液供給裝置包括用于盛放藥液的氣罐；向所述氣罐內(nèi)供氣的氣泵；位于所述氣罐內(nèi)部的壓力傳感器，其用于實(shí)時(shí)測量氣罐內(nèi)壓力；連接于所述氣罐的輸氣管道的電磁閥；調(diào)壓控制器，其輸入端及輸出端分別與所述壓力傳感器及所述電磁閥電連接，用于實(shí)時(shí)讀取所述壓力傳感器的測量值并控制電磁閥開閉以保持氣罐內(nèi)壓力恒定；所述調(diào)壓控制器與所述控制裝置電連接。
4.如權(quán)利要求3所述的風(fēng)送噴霧測試裝置，其特征在于，所述送風(fēng)裝置包括風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)內(nèi)具有三相異步電動(dòng)機(jī)；與風(fēng)機(jī)相連的風(fēng)筒，所述風(fēng)筒固定于所述噴頭的后方；位于所述風(fēng)筒內(nèi)部的風(fēng)速儀，所述風(fēng)速儀用于測量風(fēng)筒內(nèi)風(fēng)速大??；與所述風(fēng)機(jī)相連的變頻器，用于調(diào)節(jié)所述風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；所述變頻器與所述控制裝置電連接。
5.如權(quán)利要求4所述的風(fēng)送噴霧測試裝置，其特征在于，所述控制裝置與所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、所述調(diào)壓控制器及所述變頻器均為RS232串口通訊。
6.如權(quán)利要求5所述的風(fēng)送噴霧測試裝置，其特征在于，所述控制裝置包括數(shù)據(jù)輸入模塊、噴頭位置設(shè)置模塊、噴霧壓力設(shè)置模塊及風(fēng)速設(shè)置模塊；所述數(shù)據(jù)輸入模塊用于測試數(shù)值的輸入，所述測試數(shù)值包括噴頭坐標(biāo)、噴霧壓力值及風(fēng)速值；所述噴頭位置設(shè)置模塊、 噴霧壓力設(shè)置模塊及風(fēng)速設(shè)置模塊分別用于控制所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、調(diào)壓控制器及變頻ο
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風(fēng)送噴霧測試裝置，其包括四維方位可調(diào)的四維移動(dòng)裝置，連接于所述四維移動(dòng)裝置上的噴頭，與所述噴頭相連接的壓力可調(diào)的藥液供給裝置，位于所述噴頭后方的風(fēng)速可調(diào)的送風(fēng)裝置及分別與所述四維移動(dòng)裝置、藥液供給裝置及送風(fēng)裝置電連接的控制裝置，所述控制裝置分別用于控制所述噴頭位置和角度，噴霧壓力及風(fēng)速的大小。本裝置結(jié)構(gòu)合理，操作方便，可精確調(diào)整風(fēng)速大小、噴霧壓力、噴頭位置，能夠測試不同條件下噴霧霧化特性，為精準(zhǔn)施藥研究提供平臺(tái)支持。
文檔編號G01N15/02GK102494906SQ201110359980
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月14日
發(fā)明者王秀, 翟長遠(yuǎn), 鄒偉, 馬偉 申請人:北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心