一種測量靜電噴霧霧滴荷質比的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及農林植保技術領域，更具體的涉及一種測量靜電噴霧霧滴荷質比的裝置與方法。
【背景技術】
[0002]我國的農藥年產量居世界前列，而我國的植保機械和農藥噴施技術卻相對落后。目前，我國受農藥污染的耕地面積高達1300?1600萬hm2。長期以來，我國農藥噴施以地面植保為主，且一直停留在傳統(tǒng)的大容量和大霧滴噴霧的技術水平上，不僅作業(yè)效率低下，而且過量施用造成嚴重的環(huán)境污染和農產品品質下降，已經難以滿足農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要。近年來，靜電噴霧技術防治得到較為廣泛的應用，其主要應用于靜電噴涂、靜電除塵，靜電干燥以及靜電噴灑等領域，靜電噴灑是是現(xiàn)代植保機械施藥的新技術，能較好地解決傳統(tǒng)施藥中存在的問題，但目前靜電噴灑主要還是以地面噴灑器械為主，由于其作業(yè)效率較低等問題，加快推進靜電噴霧技術的發(fā)展是農業(yè)植保領域新的任務與挑戰(zhàn)，而航空靜電噴霧在保留了地面靜電噴霧優(yōu)點的同時又大大提高了作業(yè)效率。航空靜電噴霧對減少農藥漂移、提高農藥在靶標上的沉積率、降低農藥的施用量、降低對環(huán)境的污染和提高農產品質量具有廣闊的發(fā)展空間和良好的應用前景。
[0003]航空靜電噴霧系統(tǒng)裝置是通過高壓靜電基于霧滴荷電原理使藥液霧滴帶上電荷而設計的一套系統(tǒng)裝置，通過靜電噴施的方式施藥有效的提高了農藥在靶標正背面的附著率、分布均勻性，也在一定程度上起到了減小霧滴飄移的作用，減少了農藥的浪費，提高了農藥利用率。
[0004]荷質比是衡量航空靜電噴霧系統(tǒng)性能的重要指標，是研究其噴霧的荷電特性與靜電噴霧下霧化效果的重要基礎，荷質比是影響噴霧幅寬、霧滴粒徑、霧滴沉降速度以及霧滴的沉積規(guī)律等重要參數之一。
[0005]法拉第筒測量法是目前帶靜電物體荷質比測量的常用方法。但傳統(tǒng)的法拉第筒無法直接用于測量靜電噴霧霧滴的荷質比，主要存在如下幾方面的問題:
1)傳統(tǒng)的法拉第筒內外筒之間不封閉，霧滴容易進入內外筒的間隙中，造成電荷損失，影響測量的準確度；
2)傳統(tǒng)的法拉第筒缺少液體收集裝置，不便于進行噴霧霧滴總質量的確定，影響荷質比的計算；
3)傳統(tǒng)的法拉第筒缺少電荷量采集及數據處理分析系統(tǒng)，難以對噴霧霧滴荷質比進行實時采集。
[0006]現(xiàn)有的文獻資料中檢索到了兩個噴霧霧滴荷質比的測量方案:噴桿式多噴頭靜電噴霧荷質比測量設備(申請?zhí)?201310690188.2)和一種易拆裝荷電霧滴荷質比實時測量裝置(申請?zhí)?2013 2050 3284.7)，但這兩項專利也未能很好地解決前述問題。發(fā)明201310690188.2主要對噴桿上的多個噴頭的荷電霧滴荷質比進行測量，由于設備較大且操作較復雜，不便于根據試驗需要隨處移動；發(fā)明201320503284.7主要解決各種惡劣環(huán)境下使用法拉第筒法實時測量帶電霧滴荷質比的問題，該項發(fā)明雖彌補了前者的不足，但在法拉第筒設計上缺少法拉第筒內外筒的封閉結構，易導致噴霧時霧滴噴入內外筒的隔空層，同時法拉第筒沒有設計出水管道，造成霧滴收集比較困難，此外，對試驗后的法拉第筒除濕除靜電操作不方便。上述兩項發(fā)明都沒有涉及荷質比數據的實時采集。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術所述的至少一種缺陷(不足)，提供一種測量靜電噴霧霧滴荷質比的裝置與方法。
[0008]為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案如下:
一種測量靜電噴霧霧滴荷質比的裝置，包括法拉第筒、電荷量表、出水管道、液體收集桶、計算機，所述法拉第筒與電荷量表連接，所述電荷量表與計算機連接，所述出水管道與法拉第筒底部相連通，液體收集桶用于收集從出水管道流出的液體，液體收集桶底部安裝有重量傳感器，重量傳感器與電荷量表連接。
[0009]進一步的，作為優(yōu)選技術方案，所述法拉第筒包括內筒、外筒、喇叭口狀上套圈、喇叭口狀下套圈、喇叭口狀絕緣套圈和絕緣支撐柱;所述內筒位于外筒內，且內筒和外筒之間存在隔空絕緣;所述絕緣支撐柱支撐在內筒和外筒之間；所述上套圈、絕緣套圈、下套圈和內筒從上向下依次嵌套。
[0010]進一步的，作為優(yōu)選技術方案，所述上套圈和下套圈為不銹鋼材料且經過噴塑絕緣處理，所述絕緣套圈為聚四氟材料制成。
[0011]進一步的，作為優(yōu)選技術方案，出水管道上安裝有閥門，且出水管道與法拉第筒之間相互絕緣。
[0012]進一步的，作為優(yōu)選技術方案，所述電荷量表用于霧滴電荷量值的測量并顯示其值大小，電荷量表與內筒相連接，外筒接地，電荷量表內部設有換算電路模塊、A/D轉換器模塊和RS232數據采集串口模塊。
[0013]進一步的，作為優(yōu)選技術方案，所述計算機通過串口與電荷量表連接，用于對電荷量表測的電荷量實時采集分析并記錄保存，其內部安裝有數據采集軟件。
[0014]進一步的，作為優(yōu)選技術方案，所述液體收集桶用于收集霧滴，其底部安裝有重量傳感器用于獲取液體收集桶中收集的霧滴質量信息，通過數據線與電荷量表相連。
[0015]進一步的，本發(fā)明還提供一種測量靜電噴霧霧滴荷質比的方法，包括如下步驟:
I)經霧化后的荷電霧滴噴入法拉第內筒，此時，內筒內壁聚集荷電霧滴所帶的電荷，而外壁感應出極性相反、大小相等的電荷，同樣外筒內壁感應出與內筒外壁極性相反、大小相等的電荷，這樣內外筒之間產生一定的電壓差。
[0016]2)電荷量表通過測得該電壓差值經運算轉換電路和A/D轉換模塊轉換成電荷量并在數顯模塊上顯示，計算機通過RS232串口經過數據采集軟件實時采集并記錄電荷量表所測值。
[0017]3)噴霧后，配備的液體收集桶通過收集出水管道流出的噴霧霧滴，經過重量傳感器獲取噴霧后霧滴的質量信息傳輸給電荷量表，數據采集軟件采集電荷量表測得值并記錄保存該值，并通過荷質比計算公式Qm=Q/M(其中Qm為荷質比，單位yC/g，Q為電荷量，單位yC，M為質量，單位g)計算得出此時噴霧霧滴的荷質比并輸出以文本格式記錄保存。
[0018]進一步的，作為優(yōu)選技術方案，還包括以下步驟:4)為了降低測量誤差，每一次噴霧試驗完成后，對法拉第筒進行除濕和消除靜電處理，同時將測量裝置的電荷量清零，并對液體收集桶進行除濕處理，重復步驟1-3進行下一輪荷電霧滴荷質比的測量。
[0019]本發(fā)明還提供一種測量靜電噴霧霧滴荷質比的方法，其特征在于包括如下步驟:
I)經霧化后的荷電霧滴噴入法拉第內筒，此時，內筒內壁聚集荷電霧滴所帶的電荷，而外壁感應出極性相反、大小相等的電荷，同樣外筒內壁感應出與內筒外壁極性相反、大小相等的電荷，這樣內外筒之間產生一定的電壓差。
[0020]2)電荷量表通過測得該電壓差值經運算轉換電路和A/D轉換模塊轉換成電荷量并在數顯模塊上顯示，計算機通過RS232串口經過數據采集軟件實時采集并記錄電荷量表所測值。
[0021]3)噴霧后，配備的液體收集桶通過收集出水管道流出的噴霧霧滴，經過重量傳感器獲取噴霧后霧滴的質量信息傳輸給電荷量表，數據采集軟件采集電荷量表測得值并記錄保存該值，并通過荷質比計算公式Qm=Q/M(其中Qm為荷質比，單位yC/g，Q為電荷量，單位yC，M為質量，單位g)計算得出此時噴霧霧滴的荷質比并輸出以文本格式記錄保存。
[0022]4)為了降低測量誤差，每一次噴霧試驗完成后，對法拉第筒進行除濕和消除靜電處理，同時將測量裝置的電荷量清零，并對液體收集桶進行除濕處理，重復步驟1-3進行下一輪荷電霧滴荷質比的測量。
[0023]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明技術方案的有益效果是:
I.內外筒密閉，電荷流失少:與現(xiàn)有法拉第筒相比，本發(fā)明的法拉第內筒和外筒頂部采用絕緣密閉延伸材料，在測量過程中，有效的避免了荷電霧滴噴入內筒和外筒的隔空層，減少了電荷量的流失，提高了測量的準確性。
[0024]2.易操作:與現(xiàn)有的法拉第筒相比，本發(fā)明的法拉第筒內筒底部裝有可調節(jié)的出水管道，噴霧測量完后，通過調節(jié)開關調節(jié)閥將內筒霧滴由內筒經出水管道全部流入量筒，使測量變得更易操作，節(jié)省了測量的時間，同時也保證內筒在每次測量完后內筒的殘余霧滴的清除，提高了測量的便捷性和易操作性。
[0025]3.測量實時性好、精度高:與現(xiàn)有的測量裝置相比，本發(fā)明配套有數據采集軟件，數據采集軟件可對電荷量表測的值進行實時分析記錄并保存，避免了傳統(tǒng)電荷量表讀數的不可重復性，有效降低了測量誤差，提高了測量精度。
[0026]4.性價比高:本發(fā)明成本低、易操作、測量精度高，具有很好的性價比。
[0027]5.便于移動測量:本發(fā)明的法拉第筒體積小，可根據噴霧試驗環(huán)境地點的要求隨時隨地移動，不影響試驗結果的準確性。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明實施例1的結構示意圖。
[0029]附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制;為了更好說明本實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產品的尺寸;對于本領域技術人員來說，附圖中某些公知結構及其說明可能省略是可以理解的；相同或相似的標號對應相同或相似的部件;附圖中描述位置關系的用語僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制。
【具體實施方式】
[0030]