喷雾性能试验台的设计与研究
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验台。
通 过研 究 喷头 性 能 指 标 的 测 试 方 法 ， 比较 各 指 标
１ 主 要 技 术 特 点
① 适用 于 国 内外 液 力 喷 雾 机 的 核 心一 喷 洒 部 件 （ 喷头） 与增 压 部 件 （ 水泵 ） 的综 合 性 能试 验 。② 水 泵
出 口的压 力 ０～ ２ ． ５ ＭＰ ａ ， 水 泵 出 口流 量 ０～ ４ ０ Ｌ ／ ａ ｒ ｉ ｎ ， 水泵 转 速 无级 调 速 。③ 自动监 测 水 泵 的 进 出 口压 力 、 扭矩 、 转 速 和 流 量 参 数 。④ 喷 杆 上 安 装 ４个 喷 雾 器 ， 间距 ５ ０ ０ ｍｍ， 喷 杆 自动 上 下 可 调 ， 调 节 范 围为 ３ ０ ０～
关 键 词 ：喷 雾 机 ；试 验 台 ；数字 采 集 ；超声 波 传 感 器
中 图分 类号 ：￥ ４ ９ １ 文献 标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１ ０ ０ ３ － １ ８ ８ Ｘ（ ２ ０ １ ３） ０ ５ － ０ ３ ４ ７ － ０ ４
０ 引 言
在 农业 机 械 中 ， 植 保 机 械 的 发 展 在 农 业 生 产 和农 业科 技 发 展 中 占有 极 其 重 要 的 位 置 。植 保 机 械 的 核
８ ０ ０ ｍ ｍ； 喷杆 自动前 后 可调 ， 方便 装 卸喷 雾 器 。⑤ 集 液
槽 设 计 严格 遵 循 Ｉ Ｓ Ｏ ５ ６ ８ ２ — ２标 准 的 Ｕ形 集 雾 槽 ， 各 槽 壁 的上边 缘 在一 个 平 面上 ， 在 纵 向（ 与槽垂直 ） 与水
来自百度文库
平面的公差为 １ ％（ １ ０ ｍｍ ／ ｍ） ， 在横 向（ 与槽垂直 ） 的 公差为 ２ ％ 。集雾 槽 的厚 度 为 ４ ａｍ， ｒ 相邻 槽 壁 顶 端 之 间 的距 离为 ５ ０ ０ ． ５ ｍｍ。⑥ 接 液试 管 能 够 自动接 液 、 自
检 测方 法 的优 缺 点 ， 确 定 了喷 头 性 能 的 测 试 方 法 。 喷
雾角的测试 采用数 字 图像处理 技术结合最 小二乘法
的 方法 检测 ； 喷 头雾 流 横 向分 布 均匀 性 采 用 超 声 波 液
位 传感 器进 行 检测 ； 单 喷 头 流 量 的测 试 和 喷量 一 致 性
乘 法测 量 喷 雾 雾 锥角 、 采用 超 声 波精 确 测 距 技术 进 行 喷 雾均 匀 性 检 测 以及 应用 传 感 器 融 合 技 术 获 取 液 泵 性 能 参 数 的 理论 和方 法 。 由计 算 机 与 Ｐ Ｌ Ｃ系 统 实现 实 时 监控 。本 试 验 台 的试 验 条件 满 足 国家 标 准 要 求 ， 能 自动 完 成 各 种 类 型 的农 业 植保 用 液 力 喷 杆式 喷 雾 机 喷 头及 液 泵 的 性 能试 验 。
２ ５ ０ ｍｍ， 框 架 采 用铝 合金 型 材 ， 防腐 防锈 ， 外观 精 美 。
２ ） 喷杆 上 安 装 ４个 喷 雾 器 ， 间距 ５ ０ ０ ｍｍ； 喷 杆 上 下可 调 ， 调 节范 围为 ３ ０ ０～ ８ ０ ０ ｍ ｍ， 通 过 减 速 电机 驱 动
溯源（ 存储 图像及 角 度值 ） 。⑨ 使 用 、 调整 、 保养方便 。
２ 总 体 设 计 方 案
参 照 国家标 准 规 定 的喷 雾 机 试 验 项 目、 大 田喷 杆 式 喷雾 机 喷头 以及 液泵 的试 验 要 求 ， 研 究 喷头 和液 泵 试 验项 目所 采 用 的试 验 方 法 ， 设计 出 喷雾 性 能 综 合 试
室 内喷雾 性 能 综 合 试 验 台 可 以不 受 田 问各 种 条 件 的 限制 ， 人 为地创造各 种工况 ， 从 而 对 喷洒 和 增 压 部 件 的性 能 以 及 各 主 要 参 数 进 行 深 入 广 泛 的 试 验 研 究 。 喷雾 性 能 综 合 试 验 台 已成 为 农 机 科 研 单 位 及 喷 雾 机 生 产单 位 所 必须 具 备 的主要 试 验 手段 。
心一 喷洒 部 件 （ 吸管 、 接头 和喷头 ） 与增 压部 件 （ 筒、
动 测量 、 自动 倾倒 。⑦ 应 用 超 声 波精 确 测距 技 术 间 接 测 得 喷液 量 ， 精度为 ± ０ ． ５ ％； 并 自动 计 算 生 成 各 喷 头
喷 雾量 和 单 喷 头 喷 雾 量 分 布 均 匀 性 的 变 异 系 数 以及
的 测试 采用 传 统体 积 法进 行 检测 。
３ 技 术 实现
本试 验 台 由喷 头 性 能 测试 系 统 、 液 泵 性 能 测 试 系 统 和总 控制 台 ３大部 分组 成 。以 Ｖ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ Ｃ＋ ＋ ６ ． ０为 软 件 开发 平 台 ， Ｐ Ｌ Ｃ监 控关 键 部位 ， 通 过人 机 交互 界 面 实
雾 流柱 状 图 、 曲线 图等 。⑧ 应 用数 字 图像 处 理 技 术 分
析 喷雾 图像 ， 实 现雾 锥 角 度 测 量 ， 检测准确 、 直 观 和 可
泵） ， 在 室 内试 验 的优 越 性 和迫 切 性 已变 得 十 分 明显 。 随 着新 型 电子测 试 技 术 得 到 了 日益 广 泛 的 应 用 ， 使 用
２ ０ １ ３年 ５月
农 机 化 研 究
第 ５期
喷 雾 性 能 试 验 台 的 设 计 与 研 究
蔡 晓华 ，杨 存 志 ，吴 泽 全
（ 黑 龙 江 省 农 业 机 械 工 程 科 学 研 究 院 ， 哈 尔 滨 １ ５ ０ ０ ８ １ ）
摘
要 ：主 要介 绍 了喷 雾性 能 试 验 台 测试 与 控 制 系 统 的研 究 与设 计 。 同时 ， 提 出 了通 过 数 字 图 像 处 理 和 最 小 二
收 稿 日期 ：２ ０ １ ２ — ０ ５ — ０ ３
现 喷头 性能 测 试 的 自动 控 制 ， 有 效 地 提 高 了测 试 速 度 和测 试精 度 。
３ ． １ 机械 结 构设 计
１ ）试 验 台 总 长 ３ ６ ０ ０ ｍ ｍ、 宽 ２ ２ ０ ０ ｍ ｍ、 高 ２
通 过研 究 喷头 性 能 指 标 的 测 试 方 法 ， 比较 各 指 标
１ 主 要 技 术 特 点
① 适用 于 国 内外 液 力 喷 雾 机 的 核 心一 喷 洒 部 件 （ 喷头） 与增 压 部 件 （ 水泵 ） 的综 合 性 能试 验 。② 水 泵
出 口的压 力 ０～ ２ ． ５ ＭＰ ａ ， 水 泵 出 口流 量 ０～ ４ ０ Ｌ ／ ａ ｒ ｉ ｎ ， 水泵 转 速 无级 调 速 。③ 自动监 测 水 泵 的 进 出 口压 力 、 扭矩 、 转 速 和 流 量 参 数 。④ 喷 杆 上 安 装 ４个 喷 雾 器 ， 间距 ５ ０ ０ ｍｍ， 喷 杆 自动 上 下 可 调 ， 调 节 范 围为 ３ ０ ０～
关 键 词 ：喷 雾 机 ；试 验 台 ；数字 采 集 ；超声 波 传 感 器
中 图分 类号 ：￥ ４ ９ １ 文献 标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１ ０ ０ ３ － １ ８ ８ Ｘ（ ２ ０ １ ３） ０ ５ － ０ ３ ４ ７ － ０ ４
０ 引 言
在 农业 机 械 中 ， 植 保 机 械 的 发 展 在 农 业 生 产 和农 业科 技 发 展 中 占有 极 其 重 要 的 位 置 。植 保 机 械 的 核
８ ０ ０ ｍ ｍ； 喷杆 自动前 后 可调 ， 方便 装 卸喷 雾 器 。⑤ 集 液
槽 设 计 严格 遵 循 Ｉ Ｓ Ｏ ５ ６ ８ ２ — ２标 准 的 Ｕ形 集 雾 槽 ， 各 槽 壁 的上边 缘 在一 个 平 面上 ， 在 纵 向（ 与槽垂直 ） 与水
来自百度文库
平面的公差为 １ ％（ １ ０ ｍｍ ／ ｍ） ， 在横 向（ 与槽垂直 ） 的 公差为 ２ ％ 。集雾 槽 的厚 度 为 ４ ａｍ， ｒ 相邻 槽 壁 顶 端 之 间 的距 离为 ５ ０ ０ ． ５ ｍｍ。⑥ 接 液试 管 能 够 自动接 液 、 自
检 测方 法 的优 缺 点 ， 确 定 了喷 头 性 能 的 测 试 方 法 。 喷
雾角的测试 采用数 字 图像处理 技术结合最 小二乘法
的 方法 检测 ； 喷 头雾 流 横 向分 布 均匀 性 采 用 超 声 波 液
位 传感 器进 行 检测 ； 单 喷 头 流 量 的测 试 和 喷量 一 致 性
乘 法测 量 喷 雾 雾 锥角 、 采用 超 声 波精 确 测 距 技术 进 行 喷 雾均 匀 性 检 测 以及 应用 传 感 器 融 合 技 术 获 取 液 泵 性 能 参 数 的 理论 和方 法 。 由计 算 机 与 Ｐ Ｌ Ｃ系 统 实现 实 时 监控 。本 试 验 台 的试 验 条件 满 足 国家 标 准 要 求 ， 能 自动 完 成 各 种 类 型 的农 业 植保 用 液 力 喷 杆式 喷 雾 机 喷 头及 液 泵 的 性 能试 验 。
２ ５ ０ ｍｍ， 框 架 采 用铝 合金 型 材 ， 防腐 防锈 ， 外观 精 美 。
２ ） 喷杆 上 安 装 ４个 喷 雾 器 ， 间距 ５ ０ ０ ｍｍ； 喷 杆 上 下可 调 ， 调 节范 围为 ３ ０ ０～ ８ ０ ０ ｍ ｍ， 通 过 减 速 电机 驱 动
溯源（ 存储 图像及 角 度值 ） 。⑨ 使 用 、 调整 、 保养方便 。
２ 总 体 设 计 方 案
参 照 国家标 准 规 定 的喷 雾 机 试 验 项 目、 大 田喷 杆 式 喷雾 机 喷头 以及 液泵 的试 验 要 求 ， 研 究 喷头 和液 泵 试 验项 目所 采 用 的试 验 方 法 ， 设计 出 喷雾 性 能 综 合 试
室 内喷雾 性 能 综 合 试 验 台 可 以不 受 田 问各 种 条 件 的 限制 ， 人 为地创造各 种工况 ， 从 而 对 喷洒 和 增 压 部 件 的性 能 以 及 各 主 要 参 数 进 行 深 入 广 泛 的 试 验 研 究 。 喷雾 性 能 综 合 试 验 台 已成 为 农 机 科 研 单 位 及 喷 雾 机 生 产单 位 所 必须 具 备 的主要 试 验 手段 。
心一 喷洒 部 件 （ 吸管 、 接头 和喷头 ） 与增 压部 件 （ 筒、
动 测量 、 自动 倾倒 。⑦ 应 用 超 声 波精 确 测距 技 术 间 接 测 得 喷液 量 ， 精度为 ± ０ ． ５ ％； 并 自动 计 算 生 成 各 喷 头
喷 雾量 和 单 喷 头 喷 雾 量 分 布 均 匀 性 的 变 异 系 数 以及
的 测试 采用 传 统体 积 法进 行 检测 。
３ 技 术 实现
本试 验 台 由喷 头 性 能 测试 系 统 、 液 泵 性 能 测 试 系 统 和总 控制 台 ３大部 分组 成 。以 Ｖ ｉ ｓ ｕ ａ ｌ Ｃ＋ ＋ ６ ． ０为 软 件 开发 平 台 ， Ｐ Ｌ Ｃ监 控关 键 部位 ， 通 过人 机 交互 界 面 实
雾 流柱 状 图 、 曲线 图等 。⑧ 应 用数 字 图像 处 理 技 术 分
析 喷雾 图像 ， 实 现雾 锥 角 度 测 量 ， 检测准确 、 直 观 和 可
泵） ， 在 室 内试 验 的优 越 性 和迫 切 性 已变 得 十 分 明显 。 随 着新 型 电子测 试 技 术 得 到 了 日益 广 泛 的 应 用 ， 使 用
２ ０ １ ３年 ５月
农 机 化 研 究
第 ５期
喷 雾 性 能 试 验 台 的 设 计 与 研 究
蔡 晓华 ，杨 存 志 ，吴 泽 全
（ 黑 龙 江 省 农 业 机 械 工 程 科 学 研 究 院 ， 哈 尔 滨 １ ５ ０ ０ ８ １ ）
摘
要 ：主 要介 绍 了喷 雾性 能 试 验 台 测试 与 控 制 系 统 的研 究 与设 计 。 同时 ， 提 出 了通 过 数 字 图 像 处 理 和 最 小 二
收 稿 日期 ：２ ０ １ ２ — ０ ５ — ０ ３
现 喷头 性能 测 试 的 自动 控 制 ， 有 效 地 提 高 了测 试 速 度 和测 试精 度 。
３ ． １ 机械 结 构设 计
１ ）试 验 台 总 长 ３ ６ ０ ０ ｍ ｍ、 宽 ２ ２ ０ ０ ｍ ｍ、 高 ２