生物农药喷洒（通用8篇）
生物农药喷洒 篇1
在炎热的夏季, 正是各种农作物的旺长期和病虫草害的盛发期, 同时也是农药中毒的多发期, 因此, 安全喷施农药显得尤为重要。
1. 施药人员应穿长裤、长褂, 戴手套、口罩, 尽量不使皮肤外露。施药后及时洗澡、更换衣服。
2.高温季节施用农药, 施药时间尽量选择在上午10时前或下午4时后, 避开中午高温时段。施药时, 施药人员要站在上风口向前喷洒, 不能“顶风而上”。
3.高温季节施药, 要适当减少用量, 增加喷液量, 尽量使用有效低浓度的农药, 防止施药人员中毒和对作物产生药害。
4.禁采、禁牧、禁食刚施过农药的地块, 应设立明显标志, 提醒人们不要到里面割草、放牧和采食瓜果, 防止人畜中毒。
5. 农药和使用过的农药机具, 要专库存放, 药瓶、药械不能在鱼池内清洗, 更不能用药瓶装油盛醋。
生物农药喷洒 篇2
1.1 芽部受到药害
在发芽期，为了能够使果树更好的生长，一般适当喷洒一些有助于生长的药物。在喷洒的过程中，要注意农药的比例和喷洒的浓度，若是过多，可能会推迟果树发芽的期限，导致果树不能正常发芽，严重时部分枝丫甚至会变黑枯死，而这种情况在核果类，桃、杏等树种中更容易发生。
1.2 叶部受到药害
叶部受到药害主要出现在用药 1~2 天后，叶面开始出现圆形或是不规则形状的红色药斑，叶尖、叶缘会慢慢地变枯竭，严重的甚至会全叶焦枯脱落。药后 5~7 天，叶片部分不规则变黄，严重的全叶变黄脱落。
1.3 果实受到药害
有的用药不当，果实会出现红色或者是褐色的小斑点，严重的甚至会出现幼果大量脱落。已经成熟的果实可能会出现药斑或是“花脸”等病症，严重影响果品的等级，从而影响果农的经济收入。正确合理喷洒农药
2.1 掌握农药混配知识
掌握农药常识是合理利用农药的基础，每一种农药的化学成分不同，其功能用途也是不同的。少数果农在种植过程中为了方便，往往会将杀虫剂、杀菌剂等一些药物混合使用，这种做法虽然给果农省去了麻烦，但是若这些药物混配不当，则可能给果农带来不可弥补的经济损失。因此，在进行药物混合喷洒时，一定要严格地把握好混配的原则和混配的比例，例如，酸性农药和碱性农药不能混配使用；微生物杀虫剂和杀菌剂不能混配使用；碱性农药一般不能和其它农药混配使用；成分含量相同的农药也不能混配使用。
2.2 交替使用药剂
在喷洒农药的过程中，要注意交替使用不同的药剂，因为在生产的过程中由于多种原因的影响，果农一般会习惯性地加大农药的使用量，这些原因一般包括以下几种：一是一种药剂长期使用后，杀虫、杀菌效果有所下降；二是果农急于防治杀虫的心理；三是市场上假冒伪劣药剂的存在。这些原因导致果农在使用农药的过程中，不自觉地加大了药剂的使用量，而不合理地加大药剂使用量又会给果树造成一些损害。因此，为了能够有效避免因药剂使用量过大而导致对果树的损害，在购买时一定要注意选择正规厂家的商品，同时在用药的时候讲究药剂的交替混用，这样才能够达到理想的病虫害防治效果。
2.3 按照程序配药
每一种农药的含量不同，其配置的方式、程序也是不尽相同的，现在很多的果农为了省事，在配药的过程中一般不再进行 2 次稀释，直接将几种药剂同时倒入器皿中，用棍棒简单搅拌后就开始使用，这种做法会造成农药溶解不够充分，造成喷雾器中农药含量产生分层。一般情况下，上部的农药含量低、底部农药含量高，在喷洒的过程中就会影响实际的喷洒效果。为了能够使农药喷洒均匀，在配制的过程中一定要按照程序进行配制，先用小的容器将需要配制的药剂进行充分溶解，然后再依次倒入喷雾器中，充分搅拌。
2.4 安全规范喷洒
药剂喷洒要按照规范的操作方式进行，这些规范操作包括选择雾化程度较高的喷雾器，对叶面、叶背细致喷药，不能重复喷药等，只有操作规范正确，才能保证喷洒农药的效果。因此，在生产的过程中，注意经常更换喷头和清洗喷头的杂质，以保持良好的雾化效果，同时要注意避免对花蕊进行直接喷洒和对 1 株树进行重复喷洒，这样才能保证喷洒的效果。
2.5 谨慎使用农药新产品
现在市场上农药众多，而每年又会推出大量的新农药。
果农在选择时，一定要在全面了解的基础上，选择出符合实际需要的药剂。对于新农药的了解需要注意下述几点：检查生产厂家，选用正规厂家生产的农药；阅读使用说明，选择自我需要的药剂；查阅外部资料，了解药剂的实践使用情况；小面积试用，进行比照研究。结语
果林业生产中发生农药危害事件时有发生，给种植业户带来不小的经济损失。为了能够有效减轻农药喷洒不当对果树造成的危害，本文对农药喷洒的相关问题进行了详细的研究分析，提出了正确合理喷洒农药的几点建议，以帮助果农在实际操作过程中，减少一些使用中的错误和不足，提高农药喷洒效果。
喷洒希望的向日葵 篇3
讲台上老师还在评卷，我却一点也听不进去，脑海里都是最近一段时间的情景：老师布置的作业没完成便去看电视，该看的资料不看，上课不认真听讲……尽管一想起这些，深深的后悔和自责就涌上心头，但我还是在不断地想着，一直到放学。
心情坏透了，我一个人坐在梧桐树下，任大树的影子将我吞没。一阵风吹来，树影摇动，啊，大树，难道连你也嘲笑我吗？这时，小君正巧从这路过，看到我，便走过来打招呼。我嘴唇动了动，挤出一个苦涩的笑来应答。小君见我不说话，便站起来，拉着我的手说：“走，我带你去散散心。”
她拉着我来到花园，花园里的花开得正鲜艳，我却耷拉着脑袋闷着头，“亦步亦趋”地跟在她后面。她见我仍是打不起精神，边拽着我边说：“走，到那边，给你看样东西。”
我被她拉到花园的另一边。“你快看！”她兴奋地指着前面。我顺着她手指的方向望去，不由得呆住了，心弦仿佛被某种强大的力量拨动了。只见大片大片的向日葵正迎着阳光，极力地绽放自己的美丽，一朵朵，一簇簇，一片片金黄色的向日葵随着微风摇摆，欢快地笑着，闹着，向人们展现一派生机与活力。
“你知道向日葵的花语是什么吗？”
我摇摇头。
“是希望。”
“嗯，向日葵每天都向着太阳，每时每刻都坚定不移地追随着太阳的脚步。每天它都充满希望迎接初升的旭日，又满怀希望送走最后一片霞光。然后在期待中迎来第二天喷薄而出的朝阳，所以，它是天地间最有生机与活力，最能象征希望的花。你懂了吗？”
我似乎明白了什么。小君继续说：“你的成绩一直不错，这次只是意外，只要你心中充满希望，相信下一次一定能考好的。”
向日葵，是你教会了我怎样对待学习，我会永远把你珍藏在心里。
（河南省郑州市惠济六中胡艳丽老师指导）
生物农药喷洒 篇4
1.在农药的储运、配制、施药、清洗过程中, 工作人员最好穿专用的防护服、戴面罩。如无条件, 也必须戴口罩、手套、风镜, 穿长袖长裤、鞋袜, 尽量避免皮肤与农药接触。作业时应携带毛巾、肥皂, 以便在农药接触到皮肤时及时清洗。
2.选择正确的喷药方法和喷药时间。使用手动喷雾器时, 操作人员应站在上风向隔行喷药, 尽量采用后退行走喷雾的方法。对于背负式机动喷雾喷粉机, 操作人员行走方向应尽量与风向垂直或不小于45°, 避免左右摆动喷药。超低量喷雾时, 严禁使用剧毒农药, 风速过大或上升气流较大时 (如夏天正午时) 都不宜施药。喷粉时, 要尽量把喷头放低, 大风天、高温炎热的正午都不要喷粉, 喷粉时应顺风操作。总之, 尽量避免人体与药剂接触。
3.降低施液量。采用大容量喷雾法, 不仅药液流失严重, 农药有效利用率低, 而且对操作者的危害也较大, 如果采用小孔径喷头, 不仅减轻了对操作者的危害, 还可以减小施药量, 提高农药的利用率。另外, 生长期短的水果、蔬菜不应喷施剧毒农药。
4.作业时, 工作人员禁止抽烟、喝水、吃东西, 不得用手擦脸、抹汗、揉眼睛。
5.操作人员在作业中如出现头晕、恶心等中毒症状, 应立即停止工作, 去医院检查。
6.皮肤病患者或体弱多病者不能参加喷药, 以免中毒。
7.在果园等通风不好的地方施药后, 应有明显标志, 以免有人误入而发生中毒事故, 在一定时间内禁止人、畜食用喷洒过药剂的果实, 以免中毒。
8.混药和把药液倒入药箱时, 要特别小心, 不能溅出来。背负式喷雾器 (机) 的药液箱不应装得过满, 以免弯腰时, 药液从药液口溢出, 洒到施药人员身上。
9.喷药机具在工作过程中, 一旦发生故障, 应立即停止工作, 关闭阀门, 再进行检查修理。如果遇到喷头堵塞, 应首先关闭喷头开关, 防止药液从喷头边缘或开关处溢出。若有备件, 换上备件后再开始工作;如无备件, 可戴上橡胶或塑料手套, 拧开喷头帽, 取出喷头片, 用工具疏通, 清除杂质。注意不可用嘴吹, 也不要乱敲乱打。清理完毕后, 安上喷头片, 拧紧喷头帽, 再脱下手套, 用肥皂洗手。如果是喷雾机的管道或液泵发生故障时, 必须先降低管道中的压力, 在打开压气药液筒时, 应首先放出筒内的压缩空气, 以防发生意外。
10.作业结束后, 要及时更换工作服, 用肥皂洗脸、洗手, 及时清洗工作服。
生物农药喷洒 篇5
一是冬、春季的清园工作, 破坏病菌越冬场所, 减少病菌越冬基数。
二是花后3~5天至果实套袋前加强药物保护, 防止病菌侵染。
三是注意气候变化, 做到雨前喷药, 防止病菌扩散侵染。
四是芽明显膨大期, 即光秆药。此期喷施高浓度的杀菌剂加杀虫剂, 树上、树下都要喷透。主要防治多种越冬病菌和虫害。
五是花现蕾期喷较高浓度的杀菌剂加杀虫剂, 主要防治花腐病等。
六是落花后一周时喷杀菌剂和杀虫剂, 主要预防多种病害和蚜虫、红蜘蛛、梨木虱等。
七是摘果后落叶前喷较高浓度的杀菌剂和杀虫剂, 主要消灭越冬病虫, 减轻第二年危害。
补救措施:由于使用农药不当而发生药害, 应根据产生药害的具体原因和受害的程度, 积极采取补救措施, 尽量减轻药害的程度。
1. 灌水喷水
如发现早, 应立即喷水冲洗受害植株, 以稀释和洗掉沾附于叶面和枝干上的农药, 降低树体内的农药含量。此项措施越早越及时效果越好。
2. 喷药中和
如药害造成叶片白化时, 可用粒状的50%腐殖酸钠配成3000倍液进行叶面喷雾;或用同样方法将50%腐殖酸钠配成5000倍液进行灌溉, 3~5天后叶片会逐渐转绿。如因波尔多液中的硫酸铜离子产生药害, 可喷0.5%~1%的石灰水溶液来消除药害;如因石硫合剂产生药害, 水洗的基础上, 再喷洒400~500倍的米醋溶液, 可减轻药害;若错用或过量使用有机磷、菊酯类、氨基甲酯类等农药造成药害, 可喷洒0.5%~1%的石灰水、洗衣粉液、肥皂水、洗洁净水等, 尤以喷洒碳酸氢铵碱性化肥溶液为佳, 不仅有解毒作用, 而且可以起到根外追肥促进生长发育的效果。
3. 追肥复壮
果树遭受药害后, 生长受阻, 长势衰弱, 必须及时追肥, 以促使受害果树尽快恢复长势。如药害为酸性农药造成, 可撒施一些草木灰、生石灰。对碱性农药引起的药害, 可追施硫酸铵等酸性化肥。无论何种药害, 叶面喷施0.3%的尿素溶液加0.2%磷酸二氢钾混合液, 或用1000倍液植物动力2003喷施, 每隔15~17天喷1次, 连喷2~3次, 均可减轻药害。
4. 注射清水
在防治天牛、吉丁虫、木蠹蛾等蛀干害虫时, 因用药浓度过高而引起的药害, 要立即自树干上虫孔处向树体注入大量清水, 并使其向外流水, 以稀释农药, 如为酸性农药药害, 在所注水液中加入适量的生石灰, 可加速农药的分解。
5. 中耕松土
果树受害后, 要及时对园地进行中耕松土 (深度10~15厘米) , 并对根干进行人工培土, 适当增施磷、钾肥, 以改善土壤的通透性, 促使根系发育, 增强果树自身的恢复能力。
6. 适量修剪
果树受到药害后, 要及时适量地进行修剪, 剪除枯枝, 摘除枯叶, 防止枯死部分蔓延或受病菌侵染而引起病害。
摘要：现在只要人们一谈起果蔬农药残留问题都会胆战心惊, 为了让大伙吃上放心的果品, 只有减少农药的喷施次数才是减少农药残留重要方法。
生物农药喷洒 篇6
成本低:飞机由汉和航空自行设计制造, 主要零部件均由汉和航空公司批量生产, 拥有自主知识产权, 20多项专利技术, 用户的操作风险和成本小。
操作简单安全:飞机上装有GPS定位, 姿态自动控制, 飞机安装了半自动操作系统, 经过培训就能掌握;操作人员在地面遥控飞机, 飞机装有飞行范围管理系统, 控制在操控人员的视距范围内2~3 m低空低速安全飞行, 当接收不到遥控器信号时, 飞机自动悬停。
效率高:该机平均喷洒效率约0.134 hm2/min, 每次装药可以喷洒15 min, 每次起降可喷洒约2hm2农田。
喷洒农药用量少, 环保效果好:规模化喷洒方式有利于对农作物质量的把控, 减少对环境和农作物的污染, 喷洒时也不会影响远处操作人员的身体健康, 劳动强度也大大降低。
主要技术参数:
飞机尺寸 (长×宽×高) :2 630 mm×550 mm×710 mm
最大起飞质量:35 kg
喷洒流量:0.067~0.187 hm2/min
最大载荷容积:15 L
飞行速度:4~8 m/s
喷洒宽度:4~6 m
汽油发动机排量:80 m L
燃料:97号汽油
燃油消耗量:4 L/h
主旋翼直径:2 100 mm
工作温度:0~55℃
生物农药喷洒 篇7
目前, 我国的农药喷洒技术水平低于西方技术先进的国家, 农药喷洒机具品种单一。为了满足开发新型农药喷洒技术的需要, 设计了一种农药喷洒靶标输送装置, 该装置不但具有可移动性强的特点, 而且还可以方便地调节靶标输送平台的高度, 从而满足各种工况下的试验需求。此外, 它还可以有效地缩短农药喷洒机具的开发周期。
可编程控制器 (PLC) 历经几十年的快速发展, 在自动控制系统方面具有很明显的优势。变频器调速技术具有调速范围宽、调速平滑、调速精度高和控制灵活等优点, 两者在综合性能和成本上都有一定的优势。因此, 控制系统采用PLC结合变频控制方式, 可以有效地实现农药喷洒靶标输送装置的自动化。
1 喷雾靶标输送装置
1.1 主要结构
喷雾靶标输送装置结构示意图如图1所示。该装置安装有可以自由调整高度的地脚螺栓和支撑架, 从而满足喷雾靶标在不同高度时的试验要求。该试验装置的动力部分包括变频调速电机和输送轴, 执行部分包括输送带和各种形状的靶标。安装有靶标的输送带受到变频调速电机和输送轴径向力的作用, 可以在该装置上携带靶标进行往复运动, 从而可以在各种工况下进行喷雾实验。
1.地脚螺栓 2.支撑架 3.输送轴 4.输送带 5.喷头 6.靶标7.位置传感器 8.变频调速电机 9.控制箱
1.2 工作原理
按下控制箱面板上的启动按钮, 电源接通并且自锁, 同时电源指示灯点亮, 此时PLC和变频器处于工作状态。在此状态下, 可以对变频器的输出频率进行设置, 从而达到对电机进行调速的目的。
PLC作为整个控制系统的核心, 接收来自于外部的信号, 对整个系统进行控制。当按下正转/反转按钮时, PLC将运转信号送给变频器;变频调速电机受到变频器的驱动作用开始工作, 通过输送轴带动输送带运动;当固定在输送带上的靶标接触到位置传感器时, 位置传感器产生信号送给PLC, 输送带停止运动;延时数秒后, 变频器接收PLC输出的反向信号, 驱动变频电机带动输送带反向运动。
2 控制系统设计
2.1 系统控制方式
该装置控制系统采用模块化设计, 可以实现各动作互不干扰, 其有易于修改和扩充功能的优点。主控程序采用了梯形图逻辑语言, 通过对每个主控单元写入不同的程序, 实现了不同的功能。
为了达到灵活控制的目的, 该装置控制系统设计了手动方式、单次方式和自动方式3种控制方式。手动方式时, 按下正转/反转按钮, 输送带运动, 松开停止。这种状态下, 可以对该输送装置进行调试、维护, 调节变频器的频率, 达到所需要的运动要求。单次控制方式下, 按下正转/反转按钮, 输送带运动, 直到靶标接触到位置传感器, 运动停止。这种状态下, 可以满足喷头对靶标进行单次喷雾的实验要求。自动控制方式时, 按下正转/反转按钮, 输送带运动, 直到靶标接触到位置传感器, 运动停止并延时, 输送带反向运动。这种状态下, 输送带携带靶标连续不断地进行往复运动, 按下停止按钮, 运动停止。
当系统工作在自动方式时, 为了使该输送装置工作稳定, 且喷雾均匀, 在靶标运动接触到位置传感器时, 加入系统延时。延时时间可以在PLC梯形图程序中很方便地进行修改。
2.2 系统硬件设计
系统硬件组成如图2所示。该输送装置控制系统由核心PLC、输入环节 (输入 PLC 的按钮、旋钮信号等) 、传感器 (位置传感器、压力传感器和流量传感器) 、执行组件 (变频器、电机、输送带等) 和辅助组件 (如状态指示灯) 等组成。
另外, 为了保护试验装置, 在控制系统的电源侧, 设计了继电器保护电路。当系统运行出现故障时, 系统自动断电, 输送带停止运动。
2.2.1 PLC
可编程序控制器 (PLC) 是控制系统的核心部件, 选择SIEMENS S7-200系列CPU 224型, 共有14个信号输入点和10个控制输出点。PLC根据各类传感器的输入信号执行控制软件, 控制执行组件完成相应的工作任务。如果变频器或者电机电流发生异常时, PLC能输出信号报警。为了用户便于观察系统工作状态, 该系统安装了LED指示灯, 进行报警显示。
2.2.2 变频器
系统选用海利普HLP-C系列多功能、高性能的通用变频器, 其容量为0.75kW。变频器调速有两种方式:一种是直接旋转面板上的旋钮, 另一种是通过PLC对变频器进行调速。调速方式可以通过改变变频器内部参数选定。系统工作过程中, 变频器接收PLC的信号, 对电机进行控制, 并实行软启动。
2.2.3 变频调速电机
电机是试验台的动力来源, 选用西门子0.75kW变频调速三相异步电动机, PLC通过变频器对电机进行控制, 实现电机的变频启动和变频调速。变频调速电机能根据负荷的要求调整加速和减速时间, 在启动运行过程中做到了软启动。变频调速又属于无级调速方式, 在运行稳态过程和运行调节过程中能起到显著的节能效果, 而且还可降低启动电流, 提高功率因子, 对电机有多种保护功能。
2.3 系统软件设计
主要是对PLC进行编程, 使用STEP 7 MicroWin 软件在PC机上编写梯形图程序, 然后通过专用电缆将程序下载到PLC中。系统控制软件设计流程图如图3所示。
3 系统工作原理及实验
3.1 变频调速原理
该输送装置采用变频调速, 变频调速的控制对象是三相交流异步电动机, 异步电机的同步转速 (即旋转磁场的转速) 为
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式中 n1—同步转速;
f1—定子电压频率;
np—电动机的极对数。
异步电动机的轴转速为
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式中 s—异步电动机的转差率。
由上式可见, 改变异步电动机的供电频率, 就可以改变其同步转速, 实现调速运行。
3.2 靶标运动速度
靶标固定在输送带上, 因此靶标的运动是和输送带同步的。输送带的运动是由输送轴驱动的, 三相异步电动机带动输送轴转动。因此, 输送轴线速度为
v=πdn
式中 d—输送轴的直径, 取d=120mm。
3.3 实验方案
输送带运动过程中, 由于输送轴上产生的滑移以及输送带自身质量的影响, 在实际应用中, 输送带的实际运行速度与输送轴的计算线速度存在着一定的误差。本实验将光电接触线速度测量表安装在输送带上, 测量在不同频率下输送带的实际运行速度, 并与输送轴的线速度计算值进行对比, 其对比结果如图4所示。
实验结果显示, 当频率f=50Hz时, 实际速度与计算速度之间的误差最大, △v=0.3km/h。该误差在农药喷洒过程当中可以忽略不计。
4 结束语
本文介绍了一种农药喷洒靶标输送装置, 该装置提供了进行喷雾实验研究的实验平台。另外, 该装置采用PLC和变频器进行控制, 实现手动或自动控制等多种功能, 对电机实行变频调速, 调速连续、方便且可靠。另外, 对输送带运行速度的准确性进行了实验, 实验结果表明, 该装置动作准确, 速度误差率较小, 能够满足实验要求。此外, 该装置控制系统应用起来十分灵活, 经过适当的调整就可以将其应用到其他类似的控制系统或装置当中。
摘要：介绍了一种农药喷洒靶标输送装置, 为了提高系统的稳定性, 在该装置的自动控制系统中采用了PLC与变频控制技术相结合的控制方式。通过大量的实验发现, 该装置具有较高的控制精度, 能够满足农药的自动化喷雾要求。
关键词：农药喷洒,PLC变频调速,控制系统,靶标
参考文献
[1]李建兴.可编程序控制器应用技术[M].北京:机械工业出版社, 2004.
[2]王树.变频调速系统设计与应用[M].北京:机械工业出版社, 2005.
[3]陈强.机械系统的微机控制[M].北京:清华大学出版社, 1998.
生物农药喷洒 篇8
作物生长和保护是提高农产品生产率的一个重要组成部分。农业和农业化学农药喷洒过程中化学药品的巨大损耗和随之而来的环境污染, 常常是由于常规杀虫剂脱靶的漂移沉积造成, 通常通过带电喷雾来减少这些漂移。传统的喷雾, 有时只有20%的喷雾药液到达目标[1]。由于植保成本增加及农药对于环境污染引起民众的广泛关注, 需要一种提高常规农药喷雾效率应用方法。荷电喷雾的农业应用对液滴运输过程控制加强, 且提高沉积和减少浪费。采用静电喷洒, 应用的效率可以提高到80%, 并且减少了50%喷洒化学成分的使用[2]。静电作用对小液滴比重力更突出, 因此, 喷雾液滴的静电充电提供一种改进的沉积方式以减少漂移[3]。此外, 一些昆虫, 如棉铃虫 (瓜蚜) 一般都在植物的隐蔽侧, 如果能够使用精准定位的施药手段, 可以在灭虫工作中减少人力物力的使用[4]。另一方面, 由于气候的变化, 农林病虫草害发生情况逐步呈现扩大趋势, 病虫常常爆发性、突发性的出现。航空无人机喷雾技术可用于大型农场、草原、大面积及森林等农作物的防治工作[5], 具有全地形均可使用、作业时间短、作业面积大、对作物无伤害、使用遥控操作及降低中毒风险性等优点, 是其他植保机械无法替代的[6]。驾驶农用飞机通常用于大范围连片的土地, 而对于小范围地块的利用率较低, 效率不高, 如采用无人机的方式, 可以远程控制或基于预编程自主飞行, 可收到较好的植保效果[7]。目前在我国, 无人直升机航空施药的研究才刚刚起步, 由于在一些地方实际飞行申请较为困难, 考虑实际使用无人直升机成本与安全性, 笔者研发了一种模拟旋翼飞机喷洒沉积装置, 方便进行旋翼飞机的前期模拟研究沉积试验;同时根据静电施药原理进行了直升机静电喷洒试验, 且分析了静电施药在旋翼飞机施药上的沉积效果[8]。
1 静电施药平台的设计
1.1 旋翼飞机模拟的原理
采用工业风扇模拟旋翼飞机的向下风送过程:采用进口的一体整体4m长的无油滑轨作为移动轨道;风扇与喷头整体位于同一横杆上, 横杆的两端固定在两处滑块上, 整体可以伴随滑块的移动而沿着滑轨移动;喷头置于风扇下方, 沿着风送方向进行喷洒作业。
1.2 平台结构设计
测试平台外设置有药液箱, 可以通过进药管道接喷泵的入口, 采用12V直流供电稳压泵提供恒定压力;水泵的流出通过三组电磁阀PWM控制管路开闭[9], 进入喷头, 喷头组的上方有直径750mm的工业风扇, 下方正对第一个喷头。风扇与喷头形成一个整体, 固定在一移动杆上, 移动杆为铝型材, 两端固定在两个滑块上;两滑块分别在两条相互平行的导轨上;导轨总长4m, 整体为铝型材框架便于移动。移动杆通过同步带与轴相连, 采用伺服电机作为动力输出装置。使用可编程逻辑控制器控制移动环节与移动参数预先设置, 同时可以进行脉宽调制通过控制电磁阀的开闭控制流出流量。加有静电喷头, 可以模拟静电施药过程, 实现多种组合喷雾的模拟[10]。
如图1所示, 移动部分主要包括无油滑轨、滑块、霍尔传感器、同步带、夹块及轴。其中, 限位传感器安装在两侧, 主要是用于滑块的限位;行走部件采用伺服电机作为驱动, 行走的速度靠电机转速的改变;电机与滑块靠同步带连接, 由同轴保证两侧滑块移动同步, 因此当电机转动时可以保证药液喷施部件移动速度与预定相同;可以通过触摸屏调节速度, 也可以通过控制盒上实体按键进行控制。如图1、图2所示, 药液喷施部件主要由可调速风扇、药液箱、泵、静电喷头、药液管及药液控制电磁阀构成。喷头固定在喷头固定杆上, 喷头的位置与横向间距可以调节;药液由药液箱流出, 经过恒压泵, 到达喷头;上方的模拟旋翼的风扇产生定风场向下, 液滴在原始的液体压力与风的共同作用下加速吹向靶标;加静电环电压开启的情况下, 液滴会通过静电环中心的静电场成为带电雾滴[11]。
1.霍尔传感器2.无油滑轨1 3.进水管4.滑块1 5.铝型材杆6.药液控制电磁阀7.风扇支架8.同步带9.轴10.电机同步带11.伺服电机12.电机挡板13.可调高压静电发生器14.控制盒15.触摸屏16.地轮17.高压专用电线18.靶标19.接地线20.可调速风扇21.喷头22.直流恒压泵23.药液箱24.压力表25.荧光检测器
26.夹块27.风扇支架28.喷头支架29.轴承座
1.3 液体管路风送及控制系统设计
液体管路经药液箱连通过恒压泵, 管路上有压力经过分路后到达3个不同的电磁阀, 静电喷头固定在铝型材上。3组电喷头, 中间一组位于风扇正下方, 其余两组在其正下方垂直于无油滑轨的左右部分。整个平台主体框架采用60mm×40mm铝型材制成, 减轻了整体的质量, 更加易于移动和拆卸。铝型材上方, 滑块的移动依靠中部的夹块与同步带驱动, 同步带与轴相连, 轴上布置的齿轮与同步带相连, 由伺服电机驱动。整个系统的高压部分由高压线、0~100k V可调高压静电发生器及静电喷头共同组成, 采用12V开关电源为电磁阀, 静电发生器供电。风送系统由风扇系统构成, 风扇支架、风扇及控制盒, 控制盒中可编程逻辑控制器经过变频器调节风扇转速。控制单元示意图如图3所示。其以PLC作为其主动控制单元核心, 控制器可以控制电磁阀的开闭及药液泵的启停。风扇的启停, 还可以设置滑块的移动速度。通过电磁阀的开闭频率可以得到一个合适的占空比与开闭频率达到模拟PWM喷雾的效果。通过触摸屏或者控制盒上面的手动开关可以设置移动参数与电磁阀开闭参数。限位传感器作为一种控制器件, 当其到达该位置时停止移动。伺服电机位于型材左上方, 固定于固定板上, 通过同步带与轴相连, 轴同时在两侧, 用以定位同步带。控制盒与电磁阀相连, 通过PWM进行流量静电喷头的流量控制, 控制风扇的速度与开关, 整体喷头与风扇的行程控制与速度控制均由控制盒控制。控制盒中触摸屏可以设置行进速度, 在0~6m/s内可进行调节, 在行程的两侧均有限位开关。上面所述试验台下方有行走轮, 中控制装置由开关电源、可编程逻辑控制器及速度控制装置共同构成其控制装盒[12]。
2 喷洒测定试验
2.1 试验前准备
将6个行走轮水平置于地面的合适试验位置, 保证其在水平后将地轮锁好, 药箱加灌好药液;选用罗丹明溶液 (荧光测定剂) 与自来水 (采自北京市精准农业示范基地) 的混合溶液;以罗丹明混合溶液作为示踪剂跟踪检测各样本上中药液沉积量;使用量杯量取50m L罗丹明溶液加入5L自来水中, 倒入药液箱中, 重复2次;将10L混合溶液使用玻璃棒搅拌均匀后, 倒入药液桶作为试验药液。选用Turner Designs公司生产的Trilogy分光光度仪测定试验样品的浓度值[13]。
2.2 试验条件
2014年6月30日, 在国家农业信息化工程技术研究中心小汤山精准农业基地进行了验证试验, 环境温度28℃~30℃;环境湿度55%, 风力1~2级, 喷头行进速度1m/s喷头高度距离地面1m, 风扇风速4.7m/s。此时, 静电电压调节至30k V, 选用TXVK-6型喷头作为施药喷头。采用占空比为1的频率, 即喷头全开的情况, 液泵压力恒定为0.2MPa。试验前, 选择高压静电源的电压, 设置好喷头中静电环是否带静电 (若测试静电喷雾, 需将模拟植株与大地短接, 保证植株在试验期间不带电荷) , 调整喷头间间距位置, 在触摸屏上设置好预期移动速度、风扇转速及电磁阀频率占空比等。
2.3 水平沉积试验
风扇中心位置下方放置3个喷头, 中心的喷头位于风扇正下方, 其余两个喷头位于中心喷头两侧各距离中心喷头50cm的位置。水平沉积试验, 如图4所示。其采用直径90mm的圆形滤纸作为靶标收集装置, 固定于地面防止其翻转;第1张位于风扇中心正下方其余均分布其两侧, 间隔25cm, 总共布置11个点。由风扇开关及静电电源开关总共4种情况进行作业[14]。
植株试验:在地面喷杆经过的范围下方按照需求不同位置、不同高度放置好靶标, 靶标选用两株中心杆高60cm的拔节期玉米作为靶标, 如图5所示。直径9cm的滤纸固定在叶片表面 (正反面) 作为靶标收集喷洒出来沉积溶液的装置, 采用回形针固定于叶片中心位置, 并且每一株值选取由下向上第2、第3和第4片叶子。液滴由喷头滴落到叶面上的滤纸上, 由此作为药液收集用。植株采用导线接地, 保证植株与大地之间保持同一电势。
2.4 试验过程
开启泵电源开关启动泵, 操作人员通过遥控 (或手动) 喷雾杆启动作业后, 喷雾杆装置会在带的带动下移动, 一边移动一边进行药液喷洒。启动时, 风机、电机和电磁阀自动开启且喷药过程中会按设定的风速和移动速度而运动, 直到到达限位点后完成一次喷施作业。试验前, 植株在中间且植株中心均距离移动中心线20cm, 此时喷雾杆准备沿着一个方向移动, 经过短时间加速后达到预定工作状态;喷头在运动过程中一直向下喷洒雾滴;风扇送风模拟直升机旋翼所产生的风场, 当通过模拟植株时, 液滴洒落在区域中, 落入叶片上相应面积的液滴被滤纸所吸收;喷杆继续前进, 直至到达限位点处停止移动, 关闭风扇、泵和静电电源[15]。
3 试验结果
第1组水平沉积试验可得到在水平层次上的雾滴沉积, 分布情况如表1、表2所示, 其不同工作条件下沉积的情况如图6~图9所示, 整体的沉积平均值情况对比已由图10列出。
沉积结果:经还原后溶液荧光素浓度 (μg/L) 。
由平均值可以得出:当风扇打开时, 相对于风扇关闭时其漂移明显减少。其中, 有风无电漂移增加47.4%, 无风有电情况下增加16.8%, 有风有电情况下漂移增加36.2%。静电在无风情况下会导致雾滴粒径更小, 在无风送情况下导致漂移增大, 但是漂移情况增加并不大。当旋翼风送的情况下, 降低了11.2%的漂移量, 表明在无人机施药情况下加入静电可以显著减少漂移。
由变异系数可以看出:当加风送后, 变异系数明显降低;有风无电变异系数减少了39.8%, 无风有电情况下变异系数降低12.8%, 有风有电情况下降低28.3%。第2组植株试验中根据风送中加静电与不加静电经行对比, 两株玉米每株的三叶片按从下向上分别编号, 第一株由下向上分别为1、2、3, 第2株由下向上分别为4、5、6。由此标出植株叶片沉积分布如图6所示。
由测试结果可以得到:加静电的背面沉积大幅度提高, 普通情况下在单位面积沉积时, 背面的沉积加大, 其叶片两面的沉积更加均匀[16]。
此次试验对叶面背部沉积效果的影响静电喷雾背面沉积效果明显优于不带静电的雾滴;平均背面沉积提高162%, 背面沉积效果提升明显;叶面总体沉积率提高4%。
4 结论
1) 风送式喷雾, 特别是旋翼产生的向下的风场能够提高雾滴的穿透性且能够使得雾滴沉积更加均匀。
2) 旋翼送风由于风会造成较大的雾滴侧面漂移。
3) 静电喷洒能够提高旋翼飞机喷洒的抗漂移能力。
4) 静电喷雾能够使得旋翼飞机喷洒中植株叶片背面药液沉积显著提高。