基于雾化粒径调控的猕猴桃花粉粒靶向沉积量研究

【目的】研究猕猴桃授粉雾化粒径对花粉粒沉积分布的影响，探寻授粉适宜的雾化粒径范围，为建立猕猴桃液体授粉方法提供理论支持。【方法】构建双流式喷雾试验平台，在雾化气压为0.025～0.150 MPa、花粉液流量为0.125 L/min、喷雾时长为0.1 s、喷雾距离为350 mm的喷雾控制参数下进行试验。采用自制雾滴收集器，用称质量法测定单次喷射体积，分析雾化气压对单次喷射体积的影响；用激光粒度仪测量雾化粒径值，建立雾化气压与雾化粒径的关系；用雾滴环形采集片代替花朵采集花粉悬浊液雾滴，通过显微镜分区计数法，明确花粉粒沉积数量在花蕊区和花瓣区的沉积特征；以充分授粉需求花粉粒数为判断标准，确定适宜双流式雾化授粉的花粉液雾化粒径控制范围。【结果】猕猴桃花粉液单次喷射体积与单次喷出的花粉粒数均随雾化气压的增大而减小，当雾化气压为0.150 MPa时，花粉液单次喷出体积最小，为185.9 μL，单次喷出花粉粒数也最小，为15.7万粒；雾化粒径与雾化气压呈非线性负相关关系，雾化气压为0.025～0.150 MPa时对应的雾化粒径为92.8～28.2 μm；花蕊区和花瓣区花粉液雾滴沉积质量都随雾化粒径的增加而减小，且更集中于花蕊区，花蕊区沉积质量占单次喷射质量的比例最高可达10.6%；花蕊区花粉粒数量随雾化粒径的增加而减小，当雾化粒径小于33.7 μm时，花蕊区沉积花粉粒数量可满足充分授粉的需求。【结论】在花粉液流量为0.125 L/min、喷雾时长为0.1 s的工况下，猕猴桃授粉的适宜雾化粒径为28.2～33.7 μm，雾化气压为0.125～0.150 MPa。     

同种类型不同型号的3种喷嘴性能测试分析

[目的]筛选适当的喷头喷嘴,使用小雾滴喷洒,实现最小的用药量,实现农药的精准喷施,减少大容量、大雾滴喷雾技术给农业带来的负面影响.[方法]选用哈尔滨博纳科技有限公司生产的试验室喷雾性能测试台,对3种同类型不同型号(LICHENG Vp110015、Vp11003和Vp11006)的扇形喷嘴性能进行比较分析,根据喷雾机喷头的压力与流量关系、喷雾角大小、雾滴粒径分布等参数的比较,选出比较适合大田作业的喷嘴.采用高精度超声波传感器,进行超声波数据的采集和处理,得出喷雾分布均匀性.[结果]在同一压力(0.3 MPa)下3种喷嘴的流量分别为0.74、0.85和2.26 L/min;采用低照度高感度工业摄像机,进行图像采集和处理,测量得出喷雾角测量喷雾角的大小分别为109.5°、109.0°和114.1.;采用喷雾激光粒度仪进行雾滴测试体积粒径结果为91.881、119.625和185.499um.[结论]综合考虑,型号为Vp11003的喷嘴具有较好的喷洒性能,选取该型号的喷嘴对大田作物进行喷雾效果更佳.     

基于神经网络PID的无人机自适应变量喷雾系统的设计与试验

【目的】针对传统植保无人机在定量喷施作业时由于飞行速度的变化造成施药不均匀以及传统控制算法无法满足无人机变量喷雾系统所需的实时性和稳定性等问题,设计一种基于神经网络PID的自适应无人机变量喷雾系统。【方法】采用风压变送器测出无人机的飞行速度,根据速度采用脉宽调制(PWM)方法进行自适应变量喷雾,同步用流量传感器测出实际喷雾流量,融合BP神经网络PID控制算法调节喷雾流量。由MATLAB构建BP神经网络PID控制算法,并与PID、模糊PID和神经元PID对比及分析;田间试验过程中,对比分析无人机定量喷雾与随飞行速度改变的变量喷雾效果,采用水敏纸获取雾滴沉积量分布,分别从整体区域、飞行方向和喷杆方向评价沉积量分布的均匀性。【结果】算法仿真对比试验结果表明,与PID、模糊PID和神经元PID相比,BP神经网络PID阶跃响应上升时间分别少28.57%、84.73%和31.03%,正弦跟踪平均误差分别小63.01%、87.03%和0.58%,方波跟踪平均误差分别小74.00%、79.53%和6.80%,鲁棒性强,无静差,超调量为1.20%;喷雾对比试验结果表明,本系统能够根据飞行速度自适应调节喷雾流量,实际流量与目标流量的平均偏差为8.43%,水敏纸扫描结果表明总体区域雾滴沉积量的变异系数对比定量喷雾平均降低26.25%,喷杆方向平均降低18.79%。【结论】该研究结果可为农业航空变量喷雾技术的应用提供理论基础。     

新型扇形雾射流喷头雾滴沉积和飘移潜力特性研究

为合理选用喷头，提高农药有效利用率，减少流失、飘失，应用激光雾滴粒径分析仪和改进后农药雾滴沉积飘移测试平台，依据ISO24253-1田间喷雾沉积试验测试标准和ISO22369-3农药飘移潜力测试平台标准，对具有代表性的德国Lechler公司生产的射流（IDK系列）和双扇面射流（IDKT系列）新型大雾滴扇形雾喷头在不同喷雾压力（0.2、0.3、0.4 MPa）下的雾滴谱、雾滴裸地沉积分布和雾滴飘移潜力进行测试研究，并与常用标准扇形雾喷头Lechler ST、LU系列喷头进行对比。结果表明：随喷雾压力增大，标准扇形雾喷头和射流喷头均雾滴粒径变小，雾滴谱变宽，雾滴直径小于100 μm，V100增大。ST系列的雾滴谱比LU的宽，IDKT的雾滴谱比IDK的宽。标准扇形雾喷头（ST和LU）雾滴为细雾和非常细雾，射流喷头（IDK和IDKT）雾滴为中等雾和粗雾。喷头雾滴粒径决定了雾滴的沉积和飘移特性，在相同喷雾压力条件下，同种型号喷头雾滴裸地沉积量IDKT120＞IDK120＞LU120＞ST110，射流喷头雾滴沉积量显著高于标准扇形雾喷头（P<0.05），所测喷头雾滴沉积变异系数均低于8.5%。随着喷雾压力增加，喷头雾滴的飘移量均增加，喷雾压力对标准扇形雾喷头雾滴飘移影响更加明显，但对射流喷头不明显。在相同喷雾压力条件下，射流喷头雾滴飘移量远小于标准扇形雾喷头，各喷头雾滴飘移量均随雾滴收集距离增大而呈现减小趋势，且飘移均主要集中在测试平台前5 m处。射流喷头IDK和IDKT之间DPV无显著性差异，但标准扇形雾喷头DPV显著高于射流喷头（P<0.05），射流喷头与ST喷头相比，相对防飘能力均在55%以上。上述结果将有助于种植户和生产企业选择最佳喷嘴类型，以提高药效，减少农药喷雾漂移。     

温室自动变量施药系统设计

针对温室内手动施药喷雾质量差、容易造成施药人员中毒的问题,基于AT89S52单片机开发环境设计温室自动变量施药系统;研究了喷杆行走速度和喷头流量对作物单位面积雾滴沉积量的影响。实验结果表明:所设计的温室自动变量施药系统可根据上位机对CCD采集的病害信息处理结果,对喷杆行走速度和喷头流量进行控制,实现无人自动变量施药;在喷头型号、喷雾压力一定的条件下,改变喷杆行走速度和喷头流量可使单位面积雾滴沉积量的变化范围为0.27~0.76μg/cm2,很好地实现了自动变量喷雾;单位面积雾滴沉积量与喷杆行走速度和喷头流量均呈线性关系,相关系数R2均大于0.99。     

小型植保无人机喷雾参数对橘树冠层雾滴沉积分布的影响

【目的】探索小型植保无人机对果树喷施作业的雾滴沉积分布效果及应用前景,研究小型植保无人机喷雾参数对橘树冠层雾滴沉积分布的影响。【方法】采用三因素(飞行高度、飞行速度、喷施流量)的正交试验,应用小型六旋翼植保无人机进行喷雾试验。【结果】根据雾滴沉积密度和雾滴沉积均匀性结果,较佳的作业参数是喷头流量1.0 L·min~(-1)、作业高度2.5 m、作业速度4 m·s~(-1),影响雾滴沉积密度的主次顺序依次为作业速度、作业高度、喷头流量;根据雾滴沉积穿透性结果,作业高度均为2.0 m的试验号2(作业速度4 m·s~(-1),喷头流量0.6 L·min~(-1))和试验号8(作业速度1 m·s~(-1),喷头流量1.0 L·min~(-1))中雾滴沉积穿透性分别为22.21%和22.41%,其雾滴覆盖密度大且穿透性较好;影响雾滴沉积穿透性的因素主次顺序为作业高度、作业速度、喷头流量。【结论】针对植保无人机旋翼风场的影响和橘树独特的树形结构,对植保无人机的作业参数进行了优选,以保证航空喷施作业雾滴在橘树冠层的有效沉积分布。本试验研究可为小型无人机对果树的合理喷施、提高喷施效率提供参考和指导。     

静电喷雾对农药飘移及沉积分布的影响

【目的】旨在揭示静电技术对喷雾雾化性能、理化性质和沉降等方面影响,为静电喷雾技术在作物病虫草害防控应用提供依据。【方法】采用激光粒度系统比较分析静电喷雾和非静电喷雾的雾滴粒径特征,采用铂金环法和座滴法分别评测静电喷雾和非静电喷雾雾滴的表面张力和其与稗草叶片的接触角,在开放式风洞中采用麦拉片、相片纸中收集不同喷雾方式的地面飘移量及靶标的沉积量,评价静电喷雾技术对飘移沉积分布和靶标沉积量的影响。【结果】在0.3 MPa喷雾压力下,比较静电喷雾和非静电喷雾的雾滴粒径特征,发现静电喷雾的体积中径D₅₀高于非静电喷雾的,雾滴直径D₉₀却低于非静电喷雾的,但差异不显著;分布跨度S显著低于非静电喷雾的,两者的ΦVol_<150μm差异不显著,而静电喷雾粒径分布更加均匀。比较两者的理化性质发现,静电喷雾雾滴的表面张力及其与稗草叶片在200、400和600 ms的接触角均显著低于非静电喷雾。进一步采用Depositscan分析比较相片纸上飘移沉积规律,喷雾方式对飘移沉积雾滴D₅₀的影响均达到显著水平,且非静电喷雾...     

农用喷头雾滴粒径对液体黏度的响应

目的 研究农药不同黏度对喷头雾化特性的影响,为农业喷雾施药技术提供理论参考。方法 配制不同质量分数的甘油溶液替代农药试剂进行研究,将喷头喷雾区域网格化,使用粒子动态分析仪测量喷雾区域不同位置处的雾滴参数,利用SPSS分析轴心方向和径向雾滴粒径的分布规律。结果 在喷头喷雾区域轴心方向上,雾滴算术平均直径、雾滴体积平均直径及雾滴索尔特平均直径呈现出先变小然后逐渐变大的规律,外界空气阻力的扰动作用使喷射出的液体表面形成一定模式的表面波,随着距离增大波幅变大,波峰被撕裂下来,破碎成小雾滴,而后在重力的作用下雾滴间发生碰撞聚合,雾滴粒径逐渐变大;喷头喷雾区域径向上,雾滴近似于对称分布,雾滴粒径呈现出中间小两边大的特点,随着径向距离增大雾滴粒径逐渐增大;通过SPSS分析得出,轴心方向上,轴心距离、液体黏度与雾滴粒径的相关系数分别为0.531、0.795;在喷雾区域径向上,径向距离、液体黏度与雾滴粒径的相关系数分别为0.932、0.328。结论 在一定程度上,黏度较大的液体具有一定的防止漂移效果;液体黏度改变对轴心方向上雾滴粒径影响效果显著;在喷头径向上,距离的改变对雾滴粒径大小影响显著。     

静电喷雾在农药植保领域的应用与现状分析

首先从静电喷雾的静电产生、雾滴雾化以及雾滴吸附等基础理论出发,论述了雾滴雾化性能评价指标和方法,并概括性对比分析了3种不同静电充电方式及各自的优缺点,得出在相同情况下感应式充电效果更佳的一般性结论;其次,通过对国内外大型喷雾器械的应用与现状的论述,为我国静电喷雾机械设备的研究和发展明确了方向;最后论述了静电电压、喷雾液压、喷雾速度和环境风速这4个关键因素对静电喷雾雾滴沉积分布的影响,并提出静电喷雾技术在烟草农药施药上的应用研究展望与建议。     

3WKL-100型远程可控雾滴喷雾机的设计与试验

基于生物最佳粒径理论,以离心雾化技术为核心,在撞击式低速离心雾化器、夹管式流量阀等关键基础部件创新及优化设计的基础上,研发一种通过雾化器转速变化即可精准控制雾滴粒径,满足设施农作物病虫害防治要求的3WKL-100型远程可控雾滴喷雾机。结果显示,离心雾化器的转速越高,产生的雾滴粒径越小,转速为2 400 r/min时,雾滴粒径为101μm,接近于弥雾机的雾滴细度;转速为2 700 r/min时,雾滴粒径为65μm,远低于超低容量喷雾雾滴粒径≤100μm的要求;转速为3 000 r/min时,雾滴粒径减至41μm;随着离心雾化器转速的提高,雾滴谱趋窄,当转速在2 400~3 000 r/min范围内时,雾化质量较为理想。田间试验结果表明,该机具喷雾量低,平均施药量为127.5 L/hm2,但可提高药液在靶标作物上的覆盖率和分布均匀性,从而可在提高病虫害防治效果的同时,减少农药使用量。     

转子喷头的雾滴轨迹及雾滴飘移性能

在干旱少雨地区，大喷量家药喷洒会受到缺水的限制。采用转子式低量喷雾方法能使雾滴均匀分布，但由于转了喷头特殊的雾型，雾滴相对压力式喷头更容易飘移。对转子喷头雾滴的初速度和空间轨迹进行分析，说明了雾滴容易飘移的原因；通过与标准扇形喷头的对比试验，定量分析了转子喷头雾滴的分布特性。试验结果表明：转子喷头不适用于靶喷雾，但它的这种特性非常适合于低量或超低量喷雾；在微风环境下，转子喷头具有喷量小，喷幅宽和雾滴均匀性好等特点，适合缺水地区喷洒农药。     

喷雾干燥技术在固体饮料中的研究现状

喷雾干燥技术具有蒸发面积大、干燥速度快、物料温度低、易于连续化生产等特点,在食品干燥中显示出很强的优越性。综述了喷雾干燥技术及其主要工艺参数,喷雾干燥技术在固体饮料中的应用,为进一步探讨其在固体饮料中的研究提供一些参考。     

小型无人机机载农药变量喷洒系统设计

基于脉宽调制（Pulse Width Modulation,PWM）技术设计小型无人机机载农药变量喷洒系统,主要由药 箱、喷头、液泵及喷洒控制器组成,通过调整PWM 喷洒控制信号的占空比,改变液泵的工作时长,从而实现变量喷 洒。基于常量喷洒流量指标和机载喷洒系统的覆盖范围,确定PWM 频率为1 Hz,并建立了该频率下占空比与喷洒流 量之间的3 次多项式关系模型,模型决定系数达到0.9944。以关系模型为指导,分别测试了0.3、0.4、0.5 L/min 流量控 制指标下的变量喷洒试验效果,喷洒值和目标值之间误差分别为8.66%、4.50%和1.60%,达到变量喷洒控制的目的。     

林木精准对靶施药技术现状及趋势

目前我国的林木资源进入快速发展期,林木资源总量持续增长,而伴随这一过程发生的林木病虫害也呈上升趋势。目前存在的防治方法中,运用药液喷施技术对林木进行精准对靶施药是病虫害防治的一种有效方法。介绍了我国林木资源现状以及精准对靶施药技术的重要性,从对靶检测技术和施药技术两个方面对国内外的研究水平及相关研究成果进行分析,指出林木精准对靶施药技术目前存在的不足,并对其发展趋势作了初步预测。     

多层喷射沉积的装置和原理

为了解决铝合金厚壁管坯、厚板坯和大直径圆锭坯的制备技术问题 ,提出了多层喷射沉积的概念 ,发明了多层喷射沉积技术和一系列装置 ,采用该装置制备出了规格为 Φ外 80 0 mm/ Φ内 3 6 0 mm× 12 0 0 mm,重达10 0 0 kg的耐热铝合金 (80 0 9)管坯 ,Φ70 0 mm× 12 0 0 mm的 6 0 6 6 Al/ Si Cp的复合材料圆柱锭坯 ,管、锭坯冷速达 10 4K/ s,经挤压后性能优异 .研究了多层喷射沉积的过程原理 ,结果表明 ,在多层喷射沉积工艺中 ,金属液滴的沉积轨迹、粘结方式、凝固规律以及工艺特点与传统喷射沉积技术有明显区别 ,多层喷射沉积装置是一种制备大尺寸快速凝固近形坯件的理想装置 .     

Quality Control Verification and Mapping for Chemical Application

The quality of an agrochemical application is a combination of the efficacy of deposit, productivity of the operation, and avoidance of off-site movement. A GPS- and sensor-based system was developed to document the quality of spray applications from a self-propelled sprayer. Confirmation of the spray deposition was accomplished with spray sampling surfaces (water sensitive paper) located at surveyed sampling points in the test fields. An image analysis technique was developed to estimate quantitative and qualitative data, such as relative droplet size spectra, and spray coverage from the cards. Relative performance of two flow control techniques, namely conventional pressure-based control and blended-pulse flow control were documented. Blended-pulse control produced a wider dynamic range and superior consistency of deposit when speed varied over a 3:1 range, or a 6:1 variable rate range was desired. Real-time mitigation of spray drift was accomplished through droplet size changes when sensed weather conditions and sprayer location suggested a potential hazard.     

荷电双流体喷雾射流沉积均匀性分析

为研究荷电双流体喷雾射流沉积的均匀性,基于双流体雾化喷嘴设计了荷电双流体喷雾系统及电晕荷电装置。通过试验研究,讨论了影响荷电双流体喷雾沉积均匀性的关键因素及其作用规律。结果表明,增加喷枪的工作高度、扇形压力或减小雾化压力,可以有效减小双流体雾化沉积分布变异系数,提高沉积的均匀性;静电场的参与能有效提高雾化效果,改善喷雾流场,提高沉积分布的均匀性。     

全光喷雾在夏季移植全冠树木中的应用

本研究表明将全光喷雾技术应用到夏季移植全冠树木中,能明显减少树木叶片脱落,保持树木原有冠形,提高移植树木的成活率,进而提高整体的园林景观效果。