專(zhuān)利名稱：一種噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于超聲波傳感器的噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試裝置和方法。
背景技術(shù)：
植物保護(hù)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。在植保過(guò)程中農(nóng)藥的應(yīng)用大大地減輕了病蟲(chóng)草害對(duì)農(nóng)作物的侵害，它能使糧食減少損失，并且對(duì)蔬菜、水果和其它經(jīng)濟(jì)作物的保護(hù)有不可替代的作用。噴霧噴頭是植物保護(hù)噴霧器械的重要組成部分之一，它對(duì)農(nóng)藥的安全及高效使用起著決定性的作用。噴霧噴頭的形式?jīng)Q定著化學(xué)農(nóng)藥的噴灑數(shù)量和噴灑方式，液滴式噴頭是目前普遍使用的噴頭，它對(duì)減少噴灑漂移及噴灑危害造成的損失起著決定性的作用。試驗(yàn)證明，小霧滴噴頭適合噴灑殺菌及殺蟲(chóng)劑，這樣噴灑的霧滴對(duì)噴灑靶標(biāo)具有較好的覆蓋性；大霧滴噴頭具有較好的穿透性，在植物生長(zhǎng)的情況下，可以將更多的噴灑液滴噴灑到土壤表面。采用低漂移噴頭是減少噴灑液滴漂移的一個(gè)有效方法，因?yàn)樵趪姙⑦^(guò)程中，噴灑霧滴的大小對(duì)噴灑液滴在靶標(biāo)上的沉積和減少漂移起著決定作用。通常為了減少噴灑霧滴漂移，常采用增大噴灑霧滴的方法，而增大霧滴的同時(shí)也就增加了藥液的噴灑量，這樣就增加了噴灑過(guò)程中的用水量，在設(shè)施溫室內(nèi)使用將會(huì)明顯增加設(shè)施的空氣濕度，易引發(fā)各種各樣的病害，與此同時(shí)也降低了勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此，科學(xué)合理地選擇相關(guān)噴灑噴頭，是設(shè)施園藝生產(chǎn)的重要技術(shù)之一。噴霧均勻性是評(píng)價(jià)，噴頭性能的好壞還直接影響著農(nóng)藥噴霧均勻性質(zhì)量。然而，由于我國(guó)對(duì)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)元件的研究投入不足，導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)的噴頭性能低下，產(chǎn)品單一，品質(zhì)低劣的噴頭不僅降低了農(nóng)藥的有效利用率，而且造成了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境污染和食品安全等問(wèn)題。噴頭噴霧質(zhì)量除噴頭自身因素，還受?chē)婎^類(lèi)型、噴霧壓力、噴頭高度等多種因素的影響。目前，用于國(guó)內(nèi)科研院所研究的噴頭及噴施系統(tǒng)噴霧性能的設(shè)備主要為V型集霧槽噴霧實(shí)驗(yàn)臺(tái)，其原理是利用量筒或是稱重傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，能夠測(cè)定噴霧系統(tǒng)在一維下的噴灑均勻性，適用于檢測(cè)扇形類(lèi)噴頭的噴霧質(zhì)量，但不適合檢測(cè)圓錐形噴頭的噴霧均勻性，且測(cè)量精度不高。因此研究影響噴霧均勻性的因素具有十分重要的意義。因此，針對(duì)以上不足，本發(fā)明提供了一種噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試裝置和方法。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試裝置和方法，其通過(guò)計(jì)算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)精確定位超聲波傳感器，并且通過(guò)二維移動(dòng)單元實(shí)現(xiàn)了橫向和縱向的移動(dòng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)只能對(duì)噴頭噴霧進(jìn)行一維分布測(cè)量，尤其是不能進(jìn)行針對(duì)錐形霧化噴頭的噴霧分布進(jìn)行測(cè)量等問(wèn)題。
(二)技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試裝置，該噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試裝置包括支撐臺(tái)架、噴霧單元、二維移動(dòng)單元及控制單元，所述支撐臺(tái)架的一端設(shè)有噴霧單元，所述噴霧單元的下方設(shè)置有集液?jiǎn)卧?，所述支撐臺(tái)架的另一端設(shè)有二維移動(dòng)單元，所述二維移動(dòng)單元在橫向和縱向分別設(shè)置有橫向絲桿及縱向絲桿，所述橫向絲桿及縱向絲桿分別通過(guò)橫向驅(qū)動(dòng)單元及縱向驅(qū)動(dòng)單元與控制單元相連，用以分別控制二維移動(dòng)單元橫向和縱向的運(yùn)動(dòng)，所述二維移動(dòng)單元下方設(shè)有測(cè)試單元。其中，所述二維移動(dòng)單元包括橫向軌道平臺(tái)和縱向軌道平臺(tái)，所述縱向軌道平臺(tái)的兩端與支撐臺(tái)架固定連接，所述橫向軌道平臺(tái)垂直設(shè)置于縱向軌道平臺(tái)的下方，且橫向軌道平臺(tái)下方設(shè)有移動(dòng)平臺(tái)。其中，所述縱向軌道平臺(tái)上固定設(shè)置有兩個(gè)縱向?qū)к?，所述兩個(gè)縱向?qū)к壷g設(shè)有縱向絲桿，所述縱向?qū)к壖翱v向絲桿上分別設(shè)有縱向?qū)к壔瑝K及縱向絲桿導(dǎo)向塊，所述縱向絲桿的一端通過(guò)縱向絲桿固定塊與所述縱向軌道平臺(tái)固定連接，另一端與縱向驅(qū)動(dòng)單元連接。其中，所述縱向驅(qū)動(dòng)單元包括縱向步進(jìn)電機(jī)聯(lián)軸器及縱向步進(jìn)電機(jī)，所述縱向步進(jìn)電機(jī)固定安裝于縱向軌道平臺(tái)上。其中，所述縱向?qū)к壔瑝K及縱向絲桿導(dǎo)向塊與橫向軌道平臺(tái)固定連接，所述橫向軌道平臺(tái)上還固定設(shè)置有兩個(gè)橫向?qū)к?，所述兩個(gè)橫向?qū)к壷g設(shè)有橫向絲桿，所述橫向?qū)к壖皺M向絲桿上分別設(shè)有橫向?qū)к壔瑝K及橫向絲桿導(dǎo)向塊，所述橫向絲桿一端通過(guò)橫向絲桿固定塊與所述橫向軌道平臺(tái)固定連接，另一端與橫向驅(qū)動(dòng)單元連接。其中，所述橫向驅(qū)動(dòng)單元包括橫向步進(jìn)電機(jī)聯(lián)軸器及橫向步進(jìn)電機(jī)，所述橫向步進(jìn)電機(jī)固定安裝于橫向軌道平臺(tái)上。其中，所述橫向?qū)к壔瑝K及橫向絲桿導(dǎo)向塊與移動(dòng)平臺(tái)固定連接，所述移動(dòng)平臺(tái)上還固定連接有測(cè)試單元，所述測(cè)試單元包括超聲波傳感器，所述超聲波傳感器與控制單元連接，所述控制單元包括D/A模塊、比例調(diào)節(jié)閥、壓力傳感器及計(jì)算機(jī)，所述D/A模塊用以采集比例調(diào)節(jié)閥信號(hào)，所述比例調(diào)節(jié)閥一端連接有氣泵，另一端連接有儲(chǔ)壓罐，儲(chǔ)壓罐出口與藥罐相連，且在出口處裝有壓力傳感器，壓力傳感器經(jīng)數(shù)據(jù)采集模塊與計(jì)算機(jī)相連。其中，所述噴霧單元包括噴頭固定塊、連接管頭、噴頭延伸臂、噴頭延伸臂固定塊、噴頭高度調(diào)節(jié)梁及噴頭；所述噴頭通過(guò)連接管頭與藥罐連接；所述噴頭通過(guò)噴頭固定塊活動(dòng)安裝于噴頭延伸臂的一端，所述噴頭固定塊可沿噴頭延伸臂橫向調(diào)節(jié)噴頭位置并進(jìn)行固定，以調(diào)整噴頭的橫向位置；所述噴頭延伸臂的另一端通過(guò)噴頭延伸臂固定塊與噴頭高度調(diào)節(jié)梁連接，所述噴頭高度調(diào)節(jié)梁設(shè)于支撐臺(tái)架上，噴頭延伸臂固定塊可沿噴頭高度調(diào)節(jié)梁縱向調(diào)節(jié)噴頭延伸臂位置并進(jìn)行固定，以調(diào)整噴頭的縱向位置。其中，所述噴頭正下方設(shè)有集液?jiǎn)卧黾簡(jiǎn)卧好?，以備收集所述噴頭噴出的藥液進(jìn)行測(cè)試，所述集液皿為方形板狀結(jié)構(gòu)，其上設(shè)有多個(gè)均勻分布的盲孔；無(wú)桿氣缸，所述無(wú)桿氣缸的一端面與所述集液皿固定連接，另一端面與無(wú)桿氣缸導(dǎo)向桿固定連接，所述無(wú)桿氣缸導(dǎo)向桿的兩側(cè)設(shè)有無(wú)桿氣缸導(dǎo)軌，所述無(wú)桿氣缸導(dǎo)向桿及無(wú)桿氣缸導(dǎo)軌通過(guò)固定塊固定于支撐臺(tái)架上，在無(wú)桿氣缸推拉下，使集液皿沿?zé)o桿氣缸導(dǎo)軌移動(dòng)。本發(fā)明還提供了一種根據(jù)所述噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試裝置進(jìn)行測(cè)試的方法，該方法包括以下步驟SI、安裝需要進(jìn)行測(cè)試的噴頭，并調(diào)整噴頭位置；S2、啟動(dòng)計(jì)算機(jī),通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)使測(cè)試單元置于原點(diǎn)；S3、啟動(dòng)氣泵；S4、根據(jù)噴霧單元需要的系統(tǒng)壓力，通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)置系統(tǒng)所需的壓力參數(shù)值；S5、啟動(dòng)噴霧單元；S6、通過(guò)無(wú)桿氣缸自動(dòng)將收集好藥液的集液皿推送至測(cè)試單元下方；S7、通過(guò)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)超聲波傳感器運(yùn)動(dòng)，到達(dá)第一個(gè)被測(cè)試位置后，向數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送命令，超聲波傳感器進(jìn)行檢測(cè)，并將數(shù)據(jù)上傳到計(jì)算機(jī)；S8、重復(fù)步驟S7直到完成集液皿中所有需被測(cè)試的位置；S9、步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)超聲波傳感器回到原點(diǎn)位置；S10、重復(fù)步驟S1-S9，對(duì)不同的噴頭進(jìn)行噴霧測(cè)試。(三)有益效果本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)通過(guò)在支撐臺(tái)架的一端設(shè)有噴霧單元，所述噴霧單元的下方設(shè)置有集液?jiǎn)卧?，所述支撐臺(tái)架的另一端設(shè)有二維移動(dòng)單元，通過(guò)二維移動(dòng)單元可實(shí)現(xiàn)測(cè)試單元在橫向和縱向的運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)藥液二維分布的測(cè)量。本裝置不僅適用于扇形類(lèi)噴頭，而且還適合于圓錐形噴頭，即可針對(duì)不同類(lèi)型噴頭的噴霧二維分布情況進(jìn)行測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了噴頭高度、噴霧壓力均可調(diào)，并且測(cè)量精度及自動(dòng)化程度高。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試裝置的主視圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試裝置的側(cè)視圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試裝置的俯視圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試裝置的工作示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試方法的流程圖。圖中1 :地輪；2 :固定塊；3 :支撐臺(tái)架；4 :集液皿；5 :移動(dòng)平臺(tái)；6 :縱向?qū)к壔瑝K:縱向步進(jìn)電機(jī)；8 :縱向?qū)к墸?0 :噴頭固定塊；11 :連接管頭；12 :噴頭延伸臂；13 :噴頭延伸臂固定塊；14 :噴頭高度調(diào)節(jié)梁；15 :排水口 ；16 :廢水收集槽；17 :集液皿固定梁；18 :無(wú)桿氣缸；19 :縱向絲桿固定塊；20 :噴頭；21 :橫向?qū)к墸?2 :縱向絲桿導(dǎo)向塊；23 :橫向絲桿導(dǎo)向塊；24 :橫向?qū)к壔瑝K；25 :傳感器固定座；26 :傳感器調(diào)節(jié)桿；27 :超聲波傳感器；28 :橫向絲桿固定塊；29 :橫向絲桿；30 :無(wú)桿氣缸導(dǎo)向桿；31 :無(wú)桿氣缸導(dǎo)軌；32 :縱向絲桿；33 :橫向步進(jìn)電機(jī)；34 :橫向步進(jìn)電機(jī)聯(lián)軸器；35 :螺栓；36 :縱向軌道平臺(tái)；37 :縱向步進(jìn)電機(jī)聯(lián)軸器；38 :螺栓；39 :螺栓；40 :橫向軌道平臺(tái)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)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(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“左”、
“右”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或單元必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。如圖1-3所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試裝置，其用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥噴施系統(tǒng)噴頭噴霧均勻性測(cè)試，該測(cè)試裝置包括支撐臺(tái)架3、噴霧單元、二維移動(dòng)單元及控制單元，所述支撐臺(tái)架3的一端設(shè)有噴霧單元，所述噴霧單元的下方設(shè)置有集液?jiǎn)卧?，所述支撐臺(tái)架3的另一端設(shè)有二維移動(dòng)單元，所述二維移動(dòng)單元在橫向和縱向分別設(shè)置有橫向絲桿29及縱向絲桿32，所述橫向絲桿29及縱向絲桿32分別通過(guò)橫向驅(qū)動(dòng)單元及縱向驅(qū)動(dòng)單元與控制單元相連，用以分別控制二維移動(dòng)單元橫向和縱向的運(yùn)動(dòng)，所述二維移動(dòng)單元下方設(shè)有測(cè)試單元。所述支撐臺(tái)架3的底部裝有四個(gè)地輪1，這樣方便移動(dòng)本噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試
>J-U裝直。所述二維移動(dòng)單元包括橫向軌道平臺(tái)40和縱向軌道平臺(tái)36，所述縱向軌道平臺(tái)36的兩端通過(guò)螺栓38與支撐臺(tái)架3固定連接，所述橫向軌道平臺(tái)40垂直設(shè)置于縱向軌道平臺(tái)36的下方，且橫向軌道平臺(tái)40下方設(shè)有移動(dòng)平臺(tái)5。所述縱向軌道平臺(tái)36上固定設(shè)置有兩個(gè)縱向?qū)к?，所述兩個(gè)縱向?qū)к?之間設(shè)有縱向絲桿32，所述縱向?qū)к?及縱向絲桿32上分別設(shè)有縱向?qū)к壔瑝K6及縱向絲桿導(dǎo)向塊22，所述縱向絲桿32的一端通過(guò)縱向絲桿固定塊19與所述縱向軌道平臺(tái)36固定連接，另一端與縱向驅(qū)動(dòng)單元連接。所述縱向驅(qū)動(dòng)單元包括縱向步進(jìn)電機(jī)聯(lián)軸器37及縱向步進(jìn)電機(jī)7，所述縱向步進(jìn)電機(jī)7固定安裝于縱向軌道平臺(tái)36上。所述縱向?qū)к壔瑝K6及縱向絲桿導(dǎo)向塊22與橫向軌道平臺(tái)40固定連接，所述橫向軌道平臺(tái)40上還固定設(shè)置有兩個(gè)橫向?qū)к?1，所述兩個(gè)橫向?qū)к?1之間設(shè)有橫向絲桿29,所述橫向?qū)к?1及橫向絲桿29上分別設(shè)有橫向?qū)к壔瑝K24及橫向絲桿導(dǎo)向塊23,所述橫向絲桿29 —端通過(guò)橫向絲桿固定塊28與所述橫向軌道平臺(tái)40固定連接，另一端與橫向驅(qū)動(dòng)單元連接。所述橫向驅(qū)動(dòng)單元包括橫向步進(jìn)電機(jī)聯(lián)軸器34及橫向步進(jìn)電機(jī)33,所述橫向步進(jìn)電機(jī)33固定安裝于橫向軌道平臺(tái)40上。所述橫向?qū)к壔瑝K24及橫向絲桿導(dǎo)向塊23分別通過(guò)螺栓39及螺栓35與移動(dòng)平臺(tái)5固定連接，所述移動(dòng)平臺(tái)5上還固定連接有測(cè)試單元。當(dāng)縱向步進(jìn)電機(jī)7轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),通過(guò)縱向絲桿32推動(dòng),帶動(dòng)與縱向絲桿32連接的縱向絲桿導(dǎo)向塊22便可沿縱向?qū)к?方向移動(dòng)，從而帶動(dòng)橫向軌道平臺(tái)40以及固定于橫向軌道平臺(tái)40上的測(cè)試單元實(shí)現(xiàn)縱向移動(dòng)。當(dāng)橫向步進(jìn)電機(jī)33轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),通過(guò)橫向絲桿29推動(dòng)，帶動(dòng)與橫向絲桿29連接的橫向絲桿導(dǎo)向塊23便可沿橫向?qū)к?1方向移動(dòng)，從而便可帶動(dòng)固定于橫向軌道平臺(tái)40上的測(cè)試單元實(shí)現(xiàn)橫向移動(dòng)。這樣就實(shí)現(xiàn)了噴霧二維測(cè)試。所述橫向?qū)к壔瑝K24及橫向絲桿導(dǎo)向塊23與移動(dòng)平臺(tái)5固定連接，所述移動(dòng)平臺(tái)5上還固定連接有測(cè)試單元，測(cè)試單元包括傳感器固定座25、傳感器調(diào)節(jié)桿26、超聲波傳感器27，傳感器固定座25固定安裝于所述移動(dòng)平臺(tái)5的下方，傳感器調(diào)節(jié)桿26與傳感器固定座25連接，用以調(diào)節(jié)超聲波傳感器27高度，超聲波傳感器27與傳感器調(diào)節(jié)桿26固定連接。具體到本實(shí)施例中，所述超聲波傳感器27即為液位傳感器。所述超聲波傳感器27與控制單元連接，所述控制單元包括D/A模塊、比例調(diào)節(jié)閥、壓力傳感器及計(jì)算機(jī)，所述D/A模塊用以采集比例調(diào)節(jié)閥信號(hào)，所述比例調(diào)節(jié)閥一端連接有氣泵，另一端連接有儲(chǔ)壓罐，儲(chǔ)壓罐出口與藥罐相連，且在出口處裝有壓力傳感器，壓力傳感器經(jīng)數(shù)據(jù)采集模塊與計(jì)算機(jī)相連。所述氣泵的通過(guò)電磁閥與無(wú)桿氣缸18連接。所述步進(jìn)電機(jī)7、33通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與計(jì)算機(jī)連接。優(yōu)選的，所述計(jì)算機(jī)采用工業(yè)計(jì)算機(jī)，內(nèi)裝有相關(guān)操作程序，通過(guò)該程序可控制本噴霧裝置實(shí)現(xiàn)二維分布自動(dòng)測(cè)試，自動(dòng)化程度高。所述噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試裝置，還設(shè)有噴霧單元，其包括噴頭固定塊10、連接管頭11、噴頭延伸臂12、噴頭延伸臂固定塊13、噴頭高度調(diào)節(jié)梁14及噴頭20 ;所述噴頭20通過(guò)連接管頭11與藥罐連接；所述噴頭20通過(guò)噴頭固定塊10活動(dòng)安裝于噴頭延伸臂12的一端，所述噴頭固定塊10可沿噴頭延伸臂12橫向調(diào)節(jié)噴頭20位置并進(jìn)行固定，以調(diào)整噴頭20的橫向位置；所述噴頭延伸臂12的另一端通過(guò)噴頭延伸臂固定塊13與噴頭高度調(diào)節(jié)梁14連接，所述噴頭高度調(diào)節(jié)梁14設(shè)于支撐臺(tái)架3上，噴頭延伸臂固定塊13可沿噴頭高度調(diào)節(jié)梁14縱向調(diào)節(jié)噴頭延伸臂12位置并進(jìn)行固定，以調(diào)整噴頭20的縱向位置。這樣實(shí)現(xiàn)了噴頭20的類(lèi)型可更換，即可適用多種類(lèi)型的噴頭，而且所述噴頭20可實(shí)現(xiàn)橫向和縱向的移動(dòng)。所述噴霧單元由氣泵提供壓力源，通過(guò)儲(chǔ)壓罐向藥罐提供壓力，儲(chǔ)壓罐起穩(wěn)壓作用。其中，所述儲(chǔ)壓罐頂部安裝有壓力比例調(diào)節(jié)閥，以調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力，儲(chǔ)壓罐導(dǎo)氣管出口與藥罐相連，并在導(dǎo)氣管出口裝有壓力傳感器，所述壓力傳感器通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊與計(jì)算機(jī)相連。這樣實(shí)現(xiàn)了噴霧壓力的可調(diào)節(jié)。所述集液?jiǎn)卧挥趪婎^20的正下方，其包括集液皿4及無(wú)桿氣缸18 ；集液皿固定梁17用于固定集液皿4，所述集液皿4用于收集所述噴頭20噴出的藥液進(jìn)行測(cè)試，所述集液皿4為方形板狀結(jié)構(gòu)，其上設(shè)有多個(gè)均勻分布的盲孔；優(yōu)選的，所述集液皿4上設(shè)有21X21個(gè)均勻分布的盲孔，所述盲孔的為方孔，且方孔尺寸長(zhǎng)寬深為20X20X35mm。這樣就可以對(duì)21X21個(gè)方孔內(nèi)的噴霧藥液進(jìn)行檢測(cè)。所述無(wú)桿氣缸18的一端面與所述集液皿4固定連接，另一端面與無(wú)桿氣缸導(dǎo)向桿30固定連接，所述無(wú)桿氣缸導(dǎo)向桿30的兩側(cè)設(shè)有無(wú)桿氣缸導(dǎo)軌31，所述無(wú)桿氣缸導(dǎo)向桿30及無(wú)桿氣缸導(dǎo)軌31通過(guò)固定塊2固定于支撐臺(tái)架3上,無(wú)桿氣缸18通過(guò)電磁閥控制,在無(wú)桿氣缸18推拉下，使集液皿4沿?zé)o桿氣缸導(dǎo)軌31移動(dòng)。在所述支撐臺(tái)架的底部還設(shè)有廢水收集槽16，用于收集從集液皿4上排出的藥液，所述廢水收集槽16的底部設(shè)有排水口 15，用于將廢水收集槽16中的廢水排出。如圖4所示，在進(jìn)行測(cè)試時(shí)，先在藥罐中灌入一定量的藥液，通過(guò)氣泵給噴霧單元提供氣源，氣泵出口安裝有比例調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)噴霧壓力，藥罐的內(nèi)部上部為空氣，下部為藥液，將噴頭20用軟管通過(guò)連接管頭11與藥罐相連。打開(kāi)氣泵，調(diào)節(jié)出口壓力，打開(kāi)步進(jìn)電機(jī)7、33及其計(jì)算機(jī)、比例調(diào)節(jié)閥、D/A模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、電磁閥電源，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)控制軟件，通過(guò)軟件設(shè)置步進(jìn)電機(jī)7、33的起始和終止位置，噴霧壓力，計(jì)算機(jī)通過(guò)串口與D/A模塊進(jìn)行通訊，從而實(shí)時(shí)采集藥罐壓力，當(dāng)藥罐壓力超出噴霧單元的壓力閾值時(shí)，計(jì)算機(jī)通過(guò)控制比例調(diào)節(jié)閥開(kāi)度大小，從而保證藥罐壓力恒定，藥液在高壓作用下由噴頭20噴向位于噴頭20正下方的集液皿4。噴霧完成后，通過(guò)電磁閥控制無(wú)桿氣缸18，將其推送至測(cè)試單元下方。通過(guò)計(jì)算機(jī)發(fā)送“開(kāi)始檢測(cè)”指令，橫、縱向步進(jìn)電機(jī)33、7同時(shí)運(yùn)行至軟件設(shè)置的起始位置后停止；當(dāng)計(jì)算機(jī)通過(guò)向數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送讀取模擬量命令后，超聲波傳感器27沿設(shè)置的測(cè)試路徑對(duì)集液皿4中方孔內(nèi)收集的藥液進(jìn)行順序檢測(cè)，并將數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊上傳到計(jì)算機(jī)將其保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，以便進(jìn)一步分析，檢測(cè)完畢后步進(jìn)電機(jī)33、7回到原點(diǎn)位置，同時(shí)電磁閥動(dòng)作，將集液皿4推送至噴頭20下方，將集液皿4中的藥液倒入廢水收集槽16中。本發(fā)明可根據(jù)不同噴頭，控制噴霧單元的壓力、流量，使與其配置的噴頭進(jìn)行噴霧，位于噴頭下方的集液皿收集噴霧藥液，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)精確定位超聲波傳感器，自動(dòng)對(duì)集液皿中收集的藥液量進(jìn)行測(cè)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)噴頭噴霧藥液二維分布的測(cè)量。如圖5所示，本發(fā)明還提供了一種噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試的方法，其包括以下步驟SI、安裝需要進(jìn)行測(cè)試的噴頭20，并調(diào)整噴頭位置；S2、啟動(dòng)計(jì)算機(jī),通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)7、33使測(cè)試單元置于原點(diǎn)；S3、啟動(dòng)氣泵；S4、根據(jù)噴霧單元需要的系統(tǒng)壓力，通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)置系統(tǒng)所需的壓力參數(shù)值；S5、啟動(dòng)噴霧單元；S6、通過(guò)無(wú)桿氣缸18自動(dòng)將收集好藥液的集液皿4推送至測(cè)試單元下方；S7、通過(guò)步進(jìn)電機(jī)7、33帶動(dòng)超聲波傳感器27運(yùn)動(dòng)，到達(dá)第一個(gè)被測(cè)試位置后，向數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送命令，超聲波傳感器27進(jìn)行檢測(cè)，并將數(shù)據(jù)上傳到計(jì)算機(jī)；S8、重復(fù)步驟S7直到完成集液皿4中所有需被測(cè)試的位置；S9、步進(jìn)電機(jī)7、33帶動(dòng)超聲波傳感器27回到原點(diǎn)位置；S10、重復(fù)步驟S1-S9，對(duì)不同的噴頭10進(jìn)行噴霧測(cè)試。綜上所述，本發(fā)明提供的噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試裝置，其通過(guò)在支撐臺(tái)架的一端設(shè)有噴霧單元，所述噴霧單元的下方設(shè)置有集液?jiǎn)卧?，所述支撐臺(tái)架的另一端設(shè)有二維移動(dòng)單元，通過(guò)二維移動(dòng)單元可實(shí)現(xiàn)測(cè)試單元在橫向和縱向的運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)藥液二維分布的測(cè)量。本裝置不僅適用于扇形類(lèi)噴頭，而且還適合于圓錐形噴頭，即可針對(duì)不同類(lèi)型噴頭的噴霧二維分布情況進(jìn)行測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了噴頭高度、噴霧壓力均可調(diào)，并且測(cè)量精度及自動(dòng)化程度高。以上所述僅是本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，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)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試裝置，其特征在于包括支撐臺(tái)架(3)、噴霧單元、二維移動(dòng)單元及控制單元，所述支撐臺(tái)架(3)的一端設(shè)有噴霧單元，所述噴霧單元的下方設(shè)置有集液?jiǎn)卧?，所述支撐臺(tái)架(3)的另一端設(shè)有二維移動(dòng)單元，所述二維移動(dòng)單元在橫向和縱向分別設(shè)置有橫向絲桿(29)及縱向絲桿(32)，所述橫向絲桿(29)及縱向絲桿(32)分別通過(guò)橫向驅(qū)動(dòng)單元及縱向驅(qū)動(dòng)單元與控制單元相連，用以分別控制二維移動(dòng)單元橫向和縱向的運(yùn)動(dòng)，所述二維移動(dòng)單元下方設(shè)有測(cè)試單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試裝置，其特征在于所述二維移動(dòng)單元包括橫向軌道平臺(tái)(40)和縱向軌道平臺(tái)(36)，所述縱向軌道平臺(tái)(36)的兩端與支撐臺(tái)架(3 )固定連接，所述橫向軌道平臺(tái)(40 )垂直設(shè)置于縱向軌道平臺(tái)(36 )的下方，且橫向軌道平臺(tái)(40)下方設(shè)有移動(dòng)平臺(tái)(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試裝置，其特征在于所述縱向軌道平臺(tái)(36)上固定設(shè)置有兩個(gè)縱向?qū)к?8)，所述兩個(gè)縱向?qū)к?8)之間設(shè)有縱向絲桿(32)，所述縱向?qū)к?8)及縱向絲桿(32)上分別設(shè)有縱向?qū)к壔瑝K(6)及縱向絲桿導(dǎo)向塊(22)，所述縱向絲桿(32)的一端通過(guò)縱向絲桿固定塊(19)與所述縱向軌道平臺(tái)(36)固定連接，另一端與縱向驅(qū)動(dòng)單元連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試裝置，其特征在于所述縱向驅(qū)動(dòng)單元包括縱向步進(jìn)電機(jī)聯(lián)軸器(37)及縱向步進(jìn)電機(jī)(7)，所述縱向步進(jìn)電機(jī)(7)固定安裝于縱向軌道平臺(tái)(36)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試裝置，其特征在于所述縱向?qū)к壔瑝K(6)及縱向絲桿導(dǎo)向塊(22)與橫向軌道平臺(tái)(40)固定連接，所述橫向軌道平臺(tái)(40)上還固定設(shè)置有兩個(gè)橫向?qū)к?21)，所述兩個(gè)橫向?qū)к?21)之間設(shè)有橫向絲桿(29)，所述橫向?qū)к?21)及橫向絲桿(29)上分別設(shè)有橫向?qū)к壔瑝K(24)及橫向絲桿導(dǎo)向塊(23)，所述橫向絲桿(29) —端通過(guò)橫向絲桿固定塊(28)與所述橫向軌道平臺(tái)(40)固定連接,另一端與橫向驅(qū)動(dòng)單元連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試裝置，其特征在于所述橫向驅(qū)動(dòng)單元包括橫向步進(jìn)電機(jī)聯(lián)軸器(34)及橫向步進(jìn)電機(jī)(33),所述橫向步進(jìn)電機(jī)(33)固定安裝于橫向軌道平臺(tái)(40)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試裝置，其特征在于所述橫向?qū)к壔瑝K(24)及橫向絲桿導(dǎo)向塊(23)與移動(dòng)平臺(tái)(5)固定連接，所述移動(dòng)平臺(tái)(5)上還固定連接有測(cè)試單元，所述測(cè)試單元包括超聲波傳感器(27)，所述超聲波傳感器(27)與控制單元連接，所述控制單元包括D/Α模塊、比例調(diào)節(jié)閥、壓力傳感器及計(jì)算機(jī)，所述D/Α模塊用以采集比例調(diào)節(jié)閥信號(hào)，所述比例調(diào)節(jié)閥一端連接有氣泵，另一端連接有儲(chǔ)壓罐，儲(chǔ)壓罐出口與藥罐相連，且在出口處裝有壓力傳感器，壓力傳感器經(jīng)數(shù)據(jù)采集模塊與計(jì)算機(jī)相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試裝置，其特征在于所述噴霧單元包括噴頭固定塊(10)、連接管頭(11)、噴頭延伸臂(12)、噴頭延伸臂固定塊(13)、噴頭高度調(diào)節(jié)梁(14)及噴頭(20)；所述噴頭(20)通過(guò)連接管頭(11)與藥罐連接；所述噴頭(20)通過(guò)噴頭固定塊(10)活動(dòng)安裝于噴頭延伸臂(12)的一端，所述噴頭固定塊(10)可沿噴頭延伸臂(12)橫向調(diào)節(jié)噴頭(20)位置并進(jìn)行固定，以調(diào)整噴頭(20)的橫向位置；所述噴頭延伸臂(12)的另一端通過(guò)噴頭延伸臂固定塊(13)與噴頭高度調(diào)節(jié)梁(14)連接，所述噴頭高度調(diào)節(jié)梁(14)設(shè)于支撐臺(tái)架(3)上，噴頭延伸臂固定塊(13)可沿噴頭高度調(diào)節(jié)梁(14)縱向調(diào)節(jié)噴頭延伸臂(12)位置并進(jìn)行固定，以調(diào)整噴頭(20)的縱向位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試裝置，其特征在于所述噴頭(20)正下方設(shè)有集液?jiǎn)卧黾簡(jiǎn)卧好?4)，以備收集所述噴頭(20)噴出的藥液進(jìn)行測(cè)試，所述集液皿(4)為方形板狀結(jié)構(gòu)，其上設(shè)有多個(gè)均勻分布的盲孔；無(wú)桿氣缸(18)，所述無(wú)桿氣缸(18)的一端面與所述集液皿(4)固定連接，另一端面與無(wú)桿氣缸導(dǎo)向桿(30)固定連接，所述無(wú)桿氣缸導(dǎo)向桿(30)的兩側(cè)設(shè)有無(wú)桿氣缸導(dǎo)軌(31 )， 所述無(wú)桿氣缸導(dǎo)向桿(30)及無(wú)桿氣缸導(dǎo)軌(31)通過(guò)固定塊(2)固定于支撐臺(tái)架(3)上，在無(wú)桿氣缸(18)推拉下，使集液皿(4)沿?zé)o桿氣缸導(dǎo)軌(31)移動(dòng)。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試裝置進(jìn)行測(cè)試的方法，其特征在于包括以下步驟.51、安裝需要進(jìn)行測(cè)試的噴頭(20)，并調(diào)整噴頭位置；.52、啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)(7，33)使測(cè)試單元置于原點(diǎn)；.53、啟動(dòng)氣泵；.54、根據(jù)噴霧單元需要的系統(tǒng)壓力，通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)置系統(tǒng)所需的壓力參數(shù)值；.55、啟動(dòng)噴霧單元；.56、通過(guò)無(wú)桿氣缸(18)自動(dòng)將收集好藥液的集液皿(4)推送至測(cè)試單元下方；.57、通過(guò)步進(jìn)電機(jī)(7，33)帶動(dòng)超聲波傳感器(27)運(yùn)動(dòng)，到達(dá)第一個(gè)被測(cè)試位置后，向數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送命令，超聲波傳感器(27)進(jìn)行檢測(cè)，并將數(shù)據(jù)上傳到計(jì)算機(jī)；.58、重復(fù)步驟S7直到完成集液皿(4)中所有需被測(cè)試的位置；.59、步進(jìn)電機(jī)(7，33)帶動(dòng)超聲波傳感器(27)回到原點(diǎn)位置；.S10、重復(fù)步驟S1-S9，對(duì)不同的噴頭(10)進(jìn)行噴霧測(cè)試。
全文摘要
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于超聲波傳感器的噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試裝置和方法。該噴霧二維分布自動(dòng)測(cè)試裝置包括支撐臺(tái)架、噴霧單元、二維移動(dòng)單元及控制單元，支撐臺(tái)架的一端設(shè)有噴霧單元，噴霧單元的下方設(shè)有集液?jiǎn)卧闻_(tái)架的另一端設(shè)有二維移動(dòng)單元，二維移動(dòng)單元在橫向和縱向分別設(shè)置有橫向絲桿及縱向絲桿，橫向絲桿及縱向絲桿分別通過(guò)橫向驅(qū)動(dòng)單元及縱向驅(qū)動(dòng)單元與控制單元相連，用以分別控制二維移動(dòng)單元橫向和縱向的運(yùn)動(dòng)，二維移動(dòng)單元下方設(shè)有測(cè)試單元。這樣實(shí)現(xiàn)了對(duì)藥液二維分布的測(cè)量，適用于不同類(lèi)型噴頭的噴霧二維分布情況測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了噴頭高度、噴霧壓力均可調(diào)，并且測(cè)量精度及自動(dòng)化程度高。
文檔編號(hào)G01M13/00GK102980757SQ201210472829
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者王秀, 張睿, 馬偉, 鄒偉, 周建軍 申請(qǐng)人:北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心