现代农药喷施技术及装备研究进展

从喷雾器械、喷雾技术、喷雾效果、雾滴分布和沉积等方面介绍了我国在非智能喷雾领域取得的成果;阐述了仿形喷雾、对靶喷雾、变量喷雾和直接施药技术等智能喷雾技术及装备的研究进展;介绍了国外智能喷雾技术和喷雾器械开发情况;最后得出喷施对象生物量的实时检测是目前农药喷施领域的研究难点,基于机器视觉的植物参数检测是研究的热点,自动化、智能化和精确化是现代农药喷施技术及装备的发展趋势的结论.     

基于GPS和GIS的变量喷药技术研究

精准农业变量喷药技术的核心是实时获取地块中每个小区农作物病虫草害发生情况,诊断作物长势,并按每小区具体情况做出合理决策,准确地在每一个小区上进行喷洒农药,以求最大限度地提高杀虫剂或除草剂的利用效率,减少过量使用化学农药对环境造成的污染,降低农产品中农药残留量.为此,以精准农业技术理论和研究为基础,在GPS和GIS等技术支持下,重点阐述3种变量控制系统的工作原理及优缺点,并对精准农业变量喷药控制现状和存在的问题进行了相关讨论.     

对精确农业中变量喷雾控制的研究

为了研究精确农业中精确喷雾的实施，使喷雾的装备能够在确定位置喷施确定量的农药，本文重点探讨了变量喷雾技术体系中的定位、测速等核心技术，并对喷雾精度等问题进行了相关讨论。     

基于农药喷施溯源的精准变量喷药监控系统设计与试验

针对现有大田精准施药系统主要以药量变量控制为主,缺乏农药喷施作业数据远程监测与溯源管理等问题,本文设计了基于农药喷施溯源的精准变量喷药监控系统,可实现农药精准变量喷施,作业地块、作业时间、作业面积、农药种类与配比、喷施药量、喷雾压力、实时流量和作业速度等信息的在线监测、实时显示和溯源管理。基于该系统分别开展了施药量计算精度、作业面积计算精度、物联网数据传输稳定性、变量调控系统动态响应、变量调控精度和农药喷施均匀性等试验。试验结果表明,北斗定位测速最大误差为1.33%,平均误差为0.82%,施药量计算误差为1.73%,作业面积计算误差为2.61%,数据丢失率为3.51%;速度连续变化下系统稳定调节时间为4～5 s;不同设定施药量和作业速度下,变量调控精度误差为2.45%;雾滴沉积点密度大于20滴/cm²下,在喷雾机行走和喷雾方向上的喷雾覆盖率变异系数均小于10%,满足精准变量作业要求。本研究可在实现药量变量调控下对农药喷施数据进行溯源管理,为后续开展大田作物农药残留风险评估提供支撑。     

农用植保机械的变量喷药技术特点与发展趋势分析

植保机械是农业生产过程中病虫草害防治的主要生产力,其广泛应用显著提高了药物喷施的效率,由于传统的农机植保作业药物喷施采用定量模式,易出现过度喷施和喷施量不足等问题,变量喷药技术的研发与应用很好地解决了这一问题。重点分析了变量喷药技术的工作模式和技术特点,并总结了变量喷药技术的优化发展方向。     

基于LabVIEW农作物变量喷雾算法研究

给农作物实施精确喷射农药,对于保障粮食安全、节约资源、保护环境、提高农产品质量和农民增收意义重大。目前,常量喷雾是农作物喷施的主要方法,此法是对整个地块进行均匀喷施,浪费农药也污染环境。为此,研究了变量喷雾控制算法,使系统能够根据需要自动地调节喷雾量,实现变量施药作业,提高了农药利用率,减少农药残留和环境污染。仿真和田间试验表明,系统稳定可靠,可操作性好,能够满足农业生产的要求。     

智能农药喷施系统的研究进展

随着人工智能技术的发展及其在精准喷药设备上的应用,精准施药技术已成为提高农药喷施效率的重要技术支撑。系统论述了人工智能技术在目前农药喷施系统中的应用现状及未来发展方向与趋势,并对人工智能技术在农药喷施技术中的发展前景进行展望。研究结果以期为全面提升农药喷施智能化发展提供技术参考,对于保证我国粮食安全具有重要意义。     

变量喷药技术的应用与发展介绍

农药的合理使用直接关系到人民的饮食健康和环境安全,变量喷药技术通过一系列的先进方法可以实现农药的最合理使用,变量喷药技术是我国近年来研究和普及的重要技术之一。通过对其主要技术的介绍,指出了目前存在的一些问题,并分析了变量喷药技术未来的发展方向。     

PWM变量喷施压力稳定控制系统

0引言常规机动农药喷施作业无法因地制宜、按需施药,变量喷施技术因其可根据施药区域病虫草害情况按需施药,提高农药的有效利用率成为了施药技术重要的发展方向[1-3]。变量喷施技术主要分压力调节式、浓度调节式和PWM间歇喷雾流量调节式3种[4],PWM间歇喷雾流量调节式动态特性好、控制精度高,具有更加广阔的应用前景[5-7]。     

正态分布下最小错误率的变量喷施贝叶斯决策

传统农田除草采用田间统一定量均匀喷洒,导致了除草剂浪费和环境污染问题。智能变量喷施能够保护环境和提高作物产量,是促进农业可持续发展战略的重要途径。为此,对经典的杂草监测参数进行改进并提出了正态分布下最小错误率的贝叶斯决策以实现精确变量喷施。首先对农田图像进行灰度化、二值化及去噪等预处理;然后依据作物行中心线对农田图像进行网格单元的划分,并在网格单元格内提取改进的杂草监测参数;最后将贝叶斯决策分为两个阶段:线下阶段利用改进的杂草监测参数数据库计算正态分布参数,线上阶段根据改进的杂草监测参数实现正态分布下最小错误率的贝叶斯决策,从而为变量喷施提供决策依据。实验结果表明:正态分布下最小错误率的贝叶斯决策正确率可达92%,与BP算法和SVM算法相比决策正确率相对较高。     

果树对靶喷雾机柔性喷臂控制设计及试验

由于生态环境问题日益严峻,农药喷雾必然是朝着低污染、高精度、智能化与安全化的趋势发展。现有的对靶喷雾机虽然可以针对有无靶标植株进行喷药,但其喷雾架通常是固定不变的,难以同时适用于不同靶标植株。为此,提出喷臂变形以使中心喷头对准靶标植株树冠中心的柔性喷雾架方案,通过安装在拖拉机侧面的激光测距传感器对靶标植株进行距离探测,采用安装在喷臂上的角度传感器对柔性喷雾架的形状进行实时检测。根据上述检测结果,通过程序内部运算,获得控制量,驱动电推杆对喷雾架进行形状调整,同时由安装在十字架上的超声波传感器对喷雾架下的靶标植株进行实时的识别探测,并设计了一种能同时满足不同靶标植株形状的对靶喷雾控制机构。为了减小调节时间和由于机构抖动造成的系统误动作,在喷臂调节算法的基础上增加了调整死区。通过试验分析,喷雾架可以根据拖拉机侧面与靶标植株树干的距离进行柔性对靶调节,喷雾架最大的调节时间为5.8s,满足对靶喷雾的实时性要求。     

1 000 MW级核电站用喷淋泵泵壳安全性分析

安全壳喷淋系统是保障核电站安全的关键设施,该系统中的喷淋泵更是核电站的核心安全设备.以一台核电站用安全壳喷淋泵为研究对象,对其进行安全特性方面的研究,以验证其设计是否满足抗震规范要求.首先,对泵壳结构体进行模态分析;其次,对其结构体加载运行基准地震载荷和安全停堆地震载荷,并进行基于模态响应下的地震动分析;最后,对泵壳内壁表面加载热变载荷,并对结构体进行热冲击计算.结构体安全性分析的结果表明:喷淋泵壳体的基频为104.45 Hz,远大于33 Hz,为刚性结构,结构体振动方式以水平方向运动为主.热冲击作用下产生的高热应力区域集中在泵座与壳体交界处;地震动作用下的地震动效应高应力区域集中在壳体上的结构分布不均匀处.无论是在热冲击还是地震动作用下,高形变区域均集中在泵底.泵壳结构体上出现的最大应力小于ASMEⅡ所确定的材料许用应力,满足抗震规范要求.     

悬挂式剑麻施药喷雾机设计及试验

阐述了悬挂式剑麻施药喷雾机的基本结构及工作原理,对总体结构、喷雾系统进行了设计和参数计算,采用自动退让复位装置、升降装置和防滴装置等实现了对不同生长期与不同高度的剑麻病虫害防治.试验结果表明:机具设计合理,安全可靠,适用范围广,是剑麻园病虫害防治的适用机具.     

高沉积静电喷雾装置试验研究

为了有效提高温室植保作业中药液雾滴在植株上的沉积率,提出了一种集高压静电喷雾技术、轴流风送技术于一体的高沉积静电喷雾装置,在实验室环境下对该装置进行了测试,获取了轴心风速、粒径和沉积率的相关信息,并进行了分析．试验结果表明：轴向气流可以有效提高喷幅,并且在距离喷头较近处,其对于提高药液雾滴的沉积率有着更明显的作用;在工作压力为0．4MPa,静电电压为40kV,静电与风送的配合下可以获得较小的雾滴粒径,并且距离喷头越远,粒径在总体上越小;轴向气流对于较小雾滴的筛出及输送作用,使得轴向喷雾范围中部的雾滴能够获得相对较好的粒径分布均匀性;植株与喷头的不同距离对应于静电与风送之间不同的配合效果,从而影响药液雾滴的沉积率,当植株与喷头之间拥有合理的距离时,药液雾滴能够获得较高的沉积率,对于本装置,在合理的距离下,可获得不小于50％的沉积率．     

一种模拟旋翼飞机农药静电喷洒沉积装置的设计与试验

在农业植保领域中,航空喷雾技术在农业领域的应用具有广阔的前景,特别是无人直升机喷雾具有高效、节水、优质、全能、安全及便利等优点,克服了传统喷雾技术对地形要求较高、作业时间长、作业面积小、伤害作物,以及人员中毒风险较高等缺点。为此,研究了一种模拟旋翼飞机的农药喷洒沉积测定装置,其行进速度和喷杆高度均可以调节,充电电压可以调节,也可进行模拟PWM恒压变量喷雾的测试,且可对旋翼飞机的农药喷洒过程进行模拟。同时,进行了模拟无人静电喷雾试验,并对沉积效果进行了测试和比较。     

激光诊断技术在内燃机研究中的应用及其分析

论述了在内燃机缸内速度测量、喷雾粒子粒度测量及燃烧过程温度和组分浓度测量中常用的激光诊断技术和测试方法,并对其工作原理、适用范围与场合、优缺点等进行了比较和分析。相位多谱勒粒子测速(PDPA)技术比较适合于单点速度、粒子尺寸及其分布的测量;粒子图像测速(PIV)技术适合于缸内二维平面速度场的测量;激光全息术是分析喷雾特性的有效途径和测量喷雾液滴尺寸的标准方法;平面激光诱导荧光(PLIF)法已成为喷雾、燃烧过程组分浓度及火焰结构研究的重要工具。     

价值工程在喷灌设计方案中的应用

喷灌是把由水泵加压的水通过压力管道送到田间,再经喷头喷射到空中,形成细小的水滴,均匀地洒落在农田,达到灌溉的目的。喷灌是具有节水、增产、节地和省工等优点的先进节水高效灌溉技术,在我国农业生产和环境建设等方面发挥了显著的作用。随着我国农业水资源的日益紧缺,农业现代化的要求日趋迫切,喷灌作为一种现代化的节水高效灌溉技术,一定会对我国农业的发展起到巨大的促进作用。为此,利用价值工程的基本原理,系统地对喷灌设计方案进行价值分析,以确定最满意的方案。     

汽油机进气过程燃油喷射挥发速率影响因素分析

通过可视化试验方法研究了进气流速对燃油喷雾的影响,结果表明进气流速增大时,可以有效促进燃油的空间挥发.数值分析结果表明,燃油落点位置改变时,进气流动对喷雾挥发的影响存在差异,对研究用机型而言,当燃油落点在进气门背面与进气道交界处时,会有更多的燃油在进气流动作用下直接进入气缸.当喷射距离增大时,油束前端面积增加,进气流动作用下,直接进入气缸的燃油量增多.高温的回流与油束作用能够促进喷雾的空间挥发.在进气门打开前喷射燃油时,油束碰壁反射后与进气流动相互作用,能够增加燃油的空间挥发量.     

高地隙施药机喷杆自动调平系统设计与试验

因田间地表起伏,高地隙施药机在作业过程中车体极易发生横滚方向的倾斜,同车体刚性连接的喷杆同时倾斜,甚至与作物、地面碰触,影响喷药均匀性和作业安全性.为此基于机电液一体化控制方法,设计了高地隙施药机喷杆自动调平系统.设计电控液压调平机构,使喷杆与车体柔性联接,实现在横滚方向上喷杆与车体的相对转动.采用姿态测量方法实时检测...     

我国植保机械及施药技术现状与发展趋势

阐述了我国植保机械及施药技术的现状,分析了我国施药技术中存在的问题以及与国外植保机械发展水平的差距,并提出了发展趋势。