一种背负式喷雾器农药实时在线混合系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种背负式喷雾器农药实时在线混合系统及控制方法，包括水箱、药箱、流量控制装置、混药装置、喷施装置及人机交互装置；所述流量控制装置包括微型隔膜泵及蠕动泵，所述微型隔膜泵与水箱之间通过管道相连，用于控制水流量，所述蠕动泵与药箱之间通过管道相连，用于控制浓缩药液流量；所述隔膜泵及蠕动泵分别通过管道接入混药装置，所述混药装置与喷施装置之间通过管道相连，所述人机交互装置与流量控制装置、混药装置及喷施装置之间通过电信号相连。本发明专利技术通过混药装置的结构实现水和药的充分混合，获得浓度更为精准的药水；不必设置搅拌装置，降低了混药成本，更为经济实惠。惠。惠。

【技术实现步骤摘要】
一种背负式喷雾器农药实时在线混合系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及智能农业机械的控制
，具体来说是一种应用于背负式二相流喷雾器的农药实时在线混合系统及控制方法。

技术介绍

[0002]农业是我们的立国之本，而如果不使用化学农药，每年由病虫草害所造成的损失将到达农产品总产值的30%左右，因此化学农药的使用对保证农业增产发挥了重要的作用。现代农业施药技术主要由三部分组成：农药、施药技术和施药机械。如何提高农药喷雾工作效率，降低农药使用量，提高农药在靶标上的附着率，减少农药对人体和环境的污染，并为特定作物和特定种植制度提供特定的农药喷雾和安全施药技术规范，提高自动化水平是我国农业施药技术的发展方向。
[0003]目前国内外的喷雾混药的装置主要有三种型式：预混式喷雾混药装置、射流喷雾混药装置和外加能源式喷雾混药装置。使用预混式喷雾混药方法，人在装药和混药过程中，有可能接触到农药，存在有毒农药对施药者身体的潜在危害，同时，大量已混合好却未用完的药液也将造成浪费以及环境污染。其次，使用射流式喷雾混药方法，虽然以及将农药与水分离，避免了操作人员与农药的直接接触，但该装置存在混药比大、混药比不稳定和压强比不高的缺点，未得到广泛的应用。另外，使用外加能源式喷雾混药方法需要采用复杂的检测系统和计算机控制系统，随时检测管道系统中的压力、流量和前进速度的变化，系统存在设备复杂、投资大、操作和维护困难的缺点，仅应用于大型施药机械，在我国市场占有率较低。而在我国背负式喷雾器的市场保有量达到5300万台，其市场份额达到95%，因此，开展背负式喷雾器农药实时在线混合系统及控制方法的研究，有效提高我国植保机械的技术水平，减少施药过程中的预混次数，提高农药的使用率；避免操作人员与农药的直接接触，保障操作者的安全；减少农药用量并动态控制农药施用量，减少多余残液倾倒对环境与人员造成危害。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是：设计一种背负式喷雾器农药实时在线混合系统及控制方法，适用于现在农业机械，且结构简单，混药均匀，控制简便，可以保证喷雾机在作业过程中完成药水混合，没有残留混药以及可以动态调配施药浓度，并且能够实现较大范围、较高的混药比。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种背负式喷雾器农药实时在线混合系统，包括水箱、药箱、流量控制装置、混药装置、喷施装置及人机交互装置；所述流量控制装置包括微型隔膜泵及蠕动泵，所述微型隔膜泵与水箱之间通过管道相连，用于控制水流量，所述蠕动泵与药箱之间通过管道相连，用于控制浓缩药液流量；所述隔膜泵及蠕动泵分别通过管道接入混药装置，所述混药装置与喷施装置之间通过管道相连，所述人机交互装置与流量控制装置、混药装置及喷施装置之
间通过电信号相连。
[0006]进一步的，所述混药装置包括进水口、进药口及混药出口；所述进水口与混药出口之间通过阀体Ⅰ导通，所述进药口连接阀体Ⅱ，通过四个电磁阀控制阀体Ⅰ与阀体Ⅱ的联通，四个电磁阀分别控制四个浓缩农药与水不同孔径的通道，混阀体Ⅱ中药的注入方向与水流方向垂直且形成湍流，从而将水与药在阀体Ⅱ中均匀混合。
[0007]进一步的，所述喷施装置，包括高速风机、风速计及二相流喷头，所述高速风机与二相流喷头之间通过管道相连，所述风速计设置在高速风机与二相流喷头之间的管道上。
[0008]一种背负式喷雾器农药实时在线混合系统，还包括水位监测装置，水位监测装置包括液面传感器Ⅰ及液面传感器Ⅱ，所述液面传感器Ⅰ用于监测水箱水位，液面传感器Ⅱ用于监测药箱水位。
[0009]进一步的，所述人机交互装置包括显示屏、控制器及蓝牙模块，所述控制器分别与流量控制装置、混药装置、喷施装置及水位监测装置电信号连接。
[0010]进一步的，所述流量控制装置还包括流量传感器，所述流量传感器设置在隔膜泵与混药装置之间的管道上。
[0011]进一步的，所述微型隔膜泵与水箱之间的管道上设有过滤器。
[0012]一种背负式喷雾器农药实时在线混合系统的控制方法，包括如下步骤：S1、背负式喷雾器农药实时在线混合系统的控制器通过流量传感器实时采集流进混药装置的水流量；S2、根据风速计实时采集风压大小，根据用户设定的风压值，改变高速风机的转速；S3、根据当前水箱中水流量和用户设定的混药比，精准控制混药装置的四个电磁阀的开闭以及蠕动泵的驱动输出；S4、根据以上步骤，实现背负式喷雾器喷施过程，同时当混药比或者风压改变时，重复上述步骤。
[0013]本专利技术的有益效果如下：1）本专利技术通过混药装置的结构实现水和药的充分混合，获得浓度更为精准的药水。不必设置搅拌装置，降低了混药成本，更为经济实惠。
[0014]2）本专利技术设计混药装置，主阀体、辅阀体以及四个电磁阀，其中主阀体通水以及四个联接辅阀体的四个孔，所述的电磁阀安装在辅阀体上，以通过不同开合方式来精确控制进农药流量；3）本专利技术设计人机交互装置，通过显示屏监控各个容器内液体成分以及当前混药比，并通过按键实时控制电磁阀开闭以便于改变混药比，并通过蓝牙模块实时上传数据进手机在兼备控制的同时做好数据储存与分析；4）本专利技术设计的控制方法结构简洁，避免了施药者与农药直接接触，并优化结构，使其适合于市场应用最为广泛的背负式喷雾器上。
附图说明
[0015]图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的图1中混药装置结构示意图；
图3是本专利技术的控制原理框图；图4是本专利技术的方法流程图；图中：1、水箱；2、液面传感器Ⅰ；3、过滤器；4、微型隔膜泵；5、流量传感器；6、混药装置；7、药箱；8、液面传感器Ⅱ；9、控制器；10、蠕动泵；11、高速风机；12、风速计；13、二相流喷嘴；6
‑
1、进水口；6
‑
2、进药口；6
‑
3、电磁阀Ⅰ；6
‑
4、电磁阀
ꢀⅡ
；6
‑
5、电磁阀Ⅲ；6
‑
6、电磁阀Ⅳ；6
‑
7、混药出口；6
‑
8阀体Ⅰ；6
‑
9阀体Ⅱ；14、显示屏；15、蓝牙模块。
具体实施方式
[0016]下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步阐述和说明。本专利技术中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行组合。
[0017]如图1所示，本实施用于背负式喷雾器农药实时在线混合系统及控制方法，其中包括水箱1，液面传感器Ⅰ2，过滤器3，微型隔膜泵4，流量传感器5，混药装置6，药箱7，液面传感器Ⅱ8，控制器9，蠕动泵10，高速风机11，风速计12及二相流喷嘴13。
[0018]下面对该专利技术做进一步详细说明。
[0019]背负式喷雾器农药实时在线混合系统，包括水箱、药箱、混药装置、水位监测装置、流量控制装置、喷施装置，以及人机交互装置。
[0020]混药装置包括进水口6
‑
1，进药口6
‑
2，电磁阀Ⅰ6<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种背负式喷雾器农药实时在线混合系统，其特征在于，包括水箱、药箱、流量控制装置、混药装置、喷施装置及人机交互装置；所述流量控制装置包括微型隔膜泵及蠕动泵，所述微型隔膜泵与水箱之间通过管道相连，用于控制水流量，所述蠕动泵与药箱之间通过管道相连，用于控制浓缩药液流量；所述隔膜泵及蠕动泵分别通过管道接入混药装置，所述混药装置与喷施装置之间通过管道相连，所述人机交互装置与流量控制装置、混药装置及喷施装置之间通过电信号相连。2.根据权利要求1所述的一种背负式喷雾器农药实时在线混合系统，其特征在于，所述混药装置包括进水口、进药口及混药出口；所述进水口与混药出口之间通过阀体Ⅰ导通，所述进药口连接阀体Ⅱ，通过四个电磁阀控制阀体Ⅰ与阀体Ⅱ的联通，四个电磁阀分别控制四个浓缩农药与水不同孔径的通道，混阀体Ⅱ中药的注入方向与水流方向垂直且形成湍流，从而将水与药在阀体Ⅱ中均匀混合。3.根据权利要求1所述的一种背负式喷雾器农药实时在线混合系统，其特征在于，所述喷施装置，包括高速风机、风速计及二相流喷头，所述高速风机与二相流喷头之间通过管道相连，所述风速计设置在高速风机与二相流喷头之间的管道上。4.根据权利要求1所述的一种背负式喷雾器农药实时在线混合系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：董健，潘新科，张王明，胡建良，陈梦奇，陆泗光，张子豪，巩梦颖，陈建，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：