激光粒度仪在植保喷雾试验中的应用

激光粒度仪是一种利用信息光学原理进行粒度测量的精密仪器。本文简述了激光粒度仪的工作原理与特点,以及在植保喷雾测试技术上的应用发展,并对一种植保喷头的雾滴粒度进行了测试分析,试验表明,激光粒度仪在植保喷雾试验的应用中具有显著的优点和良好的效果。     

基于Fluent的喷枪辅助孔、扇面孔的模拟研究

利用三维建模软件SolidWorks得到不同角度的喷枪的三维模型,然后在ICEM中划分网格,最后导入到Fluent,设置好参数,进行仿真计算。通过分析可知,当辅助孔角度在-15°~-5°变化时,随着辅助孔角度的增大,雾幅锥角基本保持不变,平均粒径在增大;当辅助孔角度在0°时,雾幅锥角增大,平均粒径减小;当辅助孔角度在0°~15°变化时,雾幅锥角、平均粒径基本上保持不变。当扇面孔的角度在115°~120°变化时,雾幅锥角、平均粒径基本保持不变;当扇面孔的角度在125°~135°变化时,雾幅锥角、平均粒径增加。综上所述,为了得到更好的雾化特性,选择喷嘴参数为:辅助孔角度为0°,扇面孔角度为125°。     

雾滴粒径测量技术及激光粒度分析仪测量不确定度评定*

雾滴粒径是评价植保机械雾化性能及作业质量的重要指标,是实现精准施药,农药零增长目标的关键技术参数。农药使用技术中的生物最佳粒径理论、雾滴飘移模型和雾滴蒸发沉积模型等重要理论的研究都与雾滴粒径的大小相关。本文针对各种雾滴粒径测试技术进行了总结分析,对植保机械常用圆锥雾系列喷头喷孔直径分别为Φ0.3 mm、Φ0.7 mm、Φ1.0 mm、Φ1.3 mm、Φ1.6 mm,采用激光粒度分析仪测量雾滴粒径的结果不确定度进行了评定,分析测量过程中的各项不确定度来源。结果表明当包含概率为95%时,其测量结果的最小扩展不确定度为6.63%,最大扩展不确定度为9.18%,平均扩展不确定度为7.38%。激光粒度分析仪测量雾滴粒径结果是准确可靠的,能满足植保机械雾滴粒径测试需求。     

密闭空间中液体雾化喷嘴的性能研究

将使用于密闭空间的细微粒喷嘴改进为带有静电环的静电喷头,采用 Winner 318分体式喷雾激光粒度仪测量非静电与静电情况下粒径的变化。试验结果表明：加有高压静电的环状电极喷嘴有利于细化雾滴粒径,使粒径均匀化。     

基于模糊PID控制的激光投线仪光线调节系统

激光投线仪能提供水平线和铅垂线基准,适用于泵站建设中建筑物与机电设备安装的基准标定.为解决传统激光投线仪光线校准精度较低、调节速度慢、人为因素影响较大等问题,在对现有激光投线仪光线调校原理深入研究的基础上,提出了一种新型激光投线仪光线调节系统.首先,设计了一套光线调节平台,该平台采用伺服电动机驱动光线调节螺栓,调节光线的水平度和垂直度,并通过线阵电荷耦合元件(charge-coupled device, CCD)检测激光线的水平度与垂直度来实现设备的校准;其次,基于模糊“比例-积分-微分”(proportion integration differentiation, PID)控制方法设计了用于实现光线自动调节的闭环控制系统.试验测试结果表明,所设计的光线调节平台调节过程平缓,速度快,水平度与垂直度都能控制在±1 mm/5 m范围内,满足出厂要求.     

两种小流量喷头的粒径谱和速度场测量试验

针对两种小流量喷头,进行离喷头不同高度、不同压力的粒径谱测量,分析粒径谱随高度、压力变化情况;比较清水和乳油混合液的粒径谱,分析农药剂型对粒径谱的影响;进行清水和乳油喷雾时喷头出口处的雾滴速度场测量,分析农药剂型、喷头类型,压力等对喷头喷雾特性的影响.试验结果表明,压力、剂型对不同喷头的喷雾效果影响不同.总体上,喷雾压力越大,雾滴体积中径越小;相同压力下,扇形雾喷头在乳油喷雾时的粒径大于清水喷雾,而空心锥形雾喷头在乳油喷雾时粒径谱发生变化,产生细小雾滴分布.在乳油和清水喷雾时,扇形雾喷头的雾滴速度随压力增大而增大;在清水喷雾时,空心锥形雾喷头在压力增大时粒径减小,雾滴平均速度变化不大;在乳油喷雾时,空心锥形雾喷头由于产生细小雾滴,雾滴平均速度减少.     

基于外混式空气雾化喷嘴雾化粒径的特性研究

为了提升矿山环境中的除尘效果,基于外混式雾化喷嘴搭建实验平台.利用高速摄像机以及图像处理软件VisionPro,在水流量、水温、气体压力等工况下分析了喷嘴雾化粒径的特性分布,应用索特尔平均直径(SMD)的数学模型表征雾化粒径尺寸.通过实验数据分析得出最佳雾化工况为:水流量25 kg/h,水温35℃,气压0.30 MPa...     

激光跟踪仪在农机制造行业的应用

采用传统的检测设备及方法,检验效率低,人工成本高,未解决该问题,提出在生产过程中使用激光跟踪仪对整机关键尺寸及工装夹具进行测量。激光跟踪测量是工业测量系统中一种高精度的测量仪器,它具有高精度、高效率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便等特点,能够满足农机产品在生产制造过程中大尺寸工件及工装夹具的测量需求。     

激光复合强化提高球铁耐磨性能的实验研究

将激光淬火处理后的QT800—2强化区域再进行激光冲击强化处理，并对其表面硬度和耐磨性进行了对比性实验和理论分析。实验结果表明：激光淬火冲击复合强化处理后QT800—2的硬度比纯激光淬火处理的硬度增加了18％；其耐磨性分别比软氮化和纯激光淬火处理区域的耐磨性大约提高了3倍和1倍。     

双流体荷电雾化的PDA实验

液体荷电雾化技术能够有效降低雾化的粘滞阻力,提高雾化效果,在雾滴形成后电场能减小雾滴表面张力,使雾滴产生二次雾化,进一步减小雾滴粒径,同时可以提高雾滴粒径尺度的均匀性.以空气、水为介质对自行设计的双流体雾化喷嘴进行了实验研究,获得了不同荷电电压与液气比下的雾滴粒径、雾滴轴向射流速度及雾滴的轴向湍流脉动强度,利用相关技术实现了对气液两相速度和湍流脉动强度的测定,探讨了荷电电压对雾滴粒径、轴向射流速度及湍流脉动强度的影响.     

激光跟踪仪在采棉机车架制造中的应用研究

车架是采棉机的重要组件部分,其尺寸大,结构复杂,制造及关键形位公差尺寸测量难度大,采用传统的检测方式效率低、技术要求高、产生成本高,为解决上述问题,提出应用激光跟踪仪对某型号采棉机的车架进行形位公差尺寸检测,介绍激光跟踪仪测量原理及相关参数,阐述激光跟踪仪检测形位公差尺寸的方案及流程,并对检测数据进行分析,验证了图纸的正确性,提高了检测质量和效率。     

基于旋转圆盘的雾化装置设计及试验研究

基于开尔文-亥姆霍兹和瑞利-泰勒不稳定性,设计了一种新型旋转圆盘雾化装置,并通过ANSYS workbench软件对装置进行了有限元强度校核; 基于高速阴影成像技术以及MATLAB图像处理技术对装置进行了雾化试验研究.结果表明:装置的最大变形处位于圆盘上,而装置的应力主要集中在装置的连接处,最大应力为13.6 MPa,远小于材料的屈服强度; 给定泵流量为640 L/h,圆盘转速在200~800 r/min的试验条件下,圆盘的液柱效应和液膜厚度明显减小,同时各转速下的液滴平均粒径从1 240 μm减小为688 μm,这表明装置雾化的效果随着转速的提升而显著的提升.研究结果为雾化装置的进一步优化设计提供了参考依据.     

基于高速摄像技术空气喷嘴雾化特性研究

为提高农药有效利用率,基于2400×1500×1500(mm)透明雾化实验平台选用外混式空气雾化喷嘴,利用激光检测和高速摄相机拍摄,针对雾化液滴在3个自变量:气体压力、液体流量、液体温度工艺条件下,同时引入索太尔平均粒径(SMD)计算公式,展开喷嘴雾化液滴粒径特性影响的研究。并基于ANSYS Fluent17.0软件,仿真模拟喷嘴外雾化粒径。由实验获得了影响最佳工况液体流量15kg/h、气体压力0.20MPa、液体温度30℃。同时获得结论:随着液体温度、气体压力的增大,SMD值逐渐减小,雾化效果逐渐上升,农药利用率逐渐提高。     

喷头雾化雾滴尺寸和速度的空间分布实验研究

雾滴尺寸及其运动速度直接影响药液的着靶效果和农药利用效率。为研究喷头雾化区域雾滴尺寸和雾滴速度空间分布，选取空气诱导扇形喷头IDK120-03、万能型平面扇形喷头LU120-03和防飘移扇形喷头AD120-03等3种典型喷头，利用相位多普勒粒子干涉仪测量了所选喷头在不同压力下的雾滴尺寸和雾滴速度，建模分析了喷头雾化后雾滴尺寸和雾滴速度空间分布规律。结果表明：在雾滴尺寸分布中，IDK120-03、LU120-03和AD120-03各喷头中心垂直方向上雾滴尺寸与垂直距离无明显关系，雾滴尺寸随喷雾压力增加而减小，呈线性关系，线性系数在-0.85～-0.54之间，相关程度均在0.96以上；水平方向上雾滴尺寸随水平距离增加而增大，对雾滴尺寸与水平距离二次多项式拟合，相关程度平均在0.90以上；垂直和水平方向上，IDK120-03喷头雾滴尺寸最大、LU120-03喷头最小。在雾滴速度分布中，各喷头中心垂直方向上雾滴速度随垂直距离增加而减小，呈线性关系，线性系数在-0.14～-0.01之间，相关程度均在0.99以上；水平方向上各喷头雾滴速度随水平距离增加而减小，对雾滴速度与水平距离二次多项式拟合，相...     

基于Matlab GUI图像处理的物料粒度与圆形度测试

新型锤片式饲料粉碎机的筛分机理研究中,为了快速、准确地测量透筛后颗粒的粒径和圆形度,提出了一种基于Matlab图像处理技术的测量粒度与圆形度的方法;同时,为了增强测量的方便性,进行了GUI设计,使图像处理过程变得更加便捷。     

基于Web远程控制的声波助长仪设计与试验

为了提高声波助长仪的自动化、智能化水平,降低管理人员的劳动强度,设计了一种基于Web的远程控制声波助长仪。在作物生长期内,管理人员可通过Web远程设置声波助长仪的开启或关闭时段,还可根据日光温室内的空气温湿度变化自动调整声频。生产试验表明,该声波助长仪远程控制界面操作方便,设备工作稳定,油菜单株产量比对照组提高17.14%,总产量增加17.14%。      

波涌灌土壤的粒度组成研究

本文通过对宝鸡峡灌区波涌灌和连续灌前后大量土壤取样的粒度组成分析认为，灌水对农田土壤粒度组成的时空分布的影响是个长期的效应。波涌灌灌水技术参数，除入沟、畦流量外，放、停水时间及循环率对土壤的粒度组成没有明显的影响。灌水过程中入渗携带的极少的细颗粒并不是波涌灌表层土壤导水率降低的原因。     

基于最优粒度的翁牛特旗景观格局优化

以内蒙古自治区赤峰市翁牛特旗为研究区,计算不同粒度下的景观格局测定指标,综合粒度反推法与主成分分析法识别得出3 200 m为最优粒度,依据最优粒度景观特征选取生态源地51个。结合地区特征构建生态阻力面,提取生态廊道49条、生态节点58个,对廊道、节点进行密度分析。结果表明,翁牛特旗东西部生态状况存在显著差异,西部中、低山丘陵区源地、廊道集中,存在3处高节点密度区需要重点加强保护建设,东部平原区沙地广布,源地、廊道分散,能量流通主要依赖西拉沐沦河与老哈河,生态结构连通性差。基于最优粒度提取生态源地综合考虑了景观连通性与尺度效应,较传统方法更加科学、客观,可为区域景观格局优化提供参考。     

基于水分和粒度的土壤有机质特征波长提取与预测模型

为减少水分、粒度对传统方式选取特征波长建立的土壤有机质预测模型的影响,本文提出新的特征波长提取方法。采集中国农业大学上庄实验站土壤样本60份,将样本自然风干后一分为二,一份配成5个粒度梯度（粒径2~2.5mm、1.43~2mm、1~1.43mm、0.6~1mm、0~0.6mm）,另一份过0.6mm筛后配成5个水分梯度（含水率5%、10%、15%、20%、25%）。通过标准仪器分别获取土壤有机质含量真值和土壤光谱信息,使用随机蛙跳算法进行特征波长提取,每个水分、粒度梯度下分别选取7个与土壤有机质含量真值相关性较高的波长作为对应梯度下选取的特征波长,分别建立多元线性回归（MLR）、偏最小二乘（PLS）、随机森林（RF）模型,结果表明：随着含水率增高,3种模型的建模集和预测集决定系数R2基本呈减小趋势;在2~2.5mm粒度梯度下,3种模型的建模集和预测集R2最低,在0~0.6mm梯度下,建模集和预测集R2最高,其余梯度下,建模集和预测集R2接近。结合滤光片带通范围（±15nm）,挑选出水分梯度下相同或者接近的8个土壤有机质特征波长,粒度梯度下选取6个特征波长,最终结合化学键特性在水分梯度和粒度梯度下确定的14个特征波长下剔除了6个,确定8个特征波长：932、999、1083、1191、1316、1356、1583、1626nm。分别建立MLR、PLS、RF模型,结果表明：最终选取的有机质特征波长建立的3种模型建模集R2均不低于0.8、预测集R2均不低于0.75,其中PLS预测效果最佳,建模集、预测集R2分别为0.8809、0.8402。本研究所确定的有机质特征波长建立的模型具有更好的适用性和预测效果,相比于传统方式,一定程度上消除水分、粒度对预测的影响。     

激光表面织构机械密封润滑特性的试验研究

采用调Q半导体泵浦YAG激光器,利用＂单脉冲同点间隔多次＂激光加工工艺在密封环端面加工具有环形阵列分布的微凹坑织构.在机械密封计算机辅助试验装置上,进行了激光表面织构机械密封与普通机械密封的试样的对比摩擦性能试验,研究了激光表面织构技术在不同的密封介质压力和转速等工况下对机械密封的润滑特性的影响.结果表明：在试验范围内,激光表面织构技术对于改善机械密封润滑特性的作用主要受密封介质压力的影响,转速的影响则相对较小.与无织构机械密封相比,在较低密封介质压力的条件下（0.2 MPa）,激光表面织构机械密封能显著改善润滑特性,摩擦转矩最大可减小60%,转速对摩擦扭矩的影响不大.在较高密封介质压力的条件下（0.8 MPa）,转速对摩擦扭矩的影响起到较大的作用,只有当转速达到一临界值时激光表面织构机械密封才能够起到改善润滑的作用,且作用较小.