專利名稱：一種pwm變量噴霧試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種PWM變量噴霧試驗裝置，特別涉及一種能夠精確控制噴霧壓力，便捷設(shè)定PWM頻率和占空比等參數(shù)的試驗裝置。
背景技術(shù)：
在農(nóng)業(yè)病蟲害防治中，農(nóng)藥發(fā)揮著舉足輕重的作用。然而農(nóng)藥的過量施用導(dǎo)致大量農(nóng)藥殘留，嚴重污染著生態(tài)環(huán)境，威脅著農(nóng)產(chǎn)品安全。精準噴藥技術(shù)是降低農(nóng)藥殘留有效手段之一，其精髓是精確獲取靶標相關(guān)信息，實施按需施藥。變量噴霧技術(shù)是對靶噴藥實施的保障，主要有改變壓力控制流量法、改變行走速度調(diào)節(jié)施藥量法和基于脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)的流量控制法。改變壓力控制流量法的依據(jù)是噴霧流量與液壓的平方根成比例，但對于一定流量控制范圍，所需要的壓力調(diào)節(jié)范圍須非常寬，而壓力的變化會改變霧滴粒徑和噴霧分布方式，很難達到噴霧性能要求。改變行走速度調(diào)節(jié)施藥量法，由于行走速度變化較慢，應(yīng)用范圍具有較大局限性?；赑WM技術(shù)的流量控制法利用PWM波控制電磁閥頻繁開關(guān)以控制工作流量，進而對噴霧量按需控制，其調(diào)節(jié)范圍寬，工作穩(wěn)定，受到廣泛關(guān)注。為了深入研究PWM變量噴霧技術(shù)，需要能夠精確控制試驗環(huán)境條件的試驗平臺做支撐。

實用新型內(nèi)容(一)要解決的技術(shù)問題本實用新型要解決的技術(shù)問題是需要提供一種PWM變量噴霧試驗裝置，該裝置能夠精確控制噴霧壓力，可以便捷設(shè)定PWM頻率和占空比等參數(shù)。( 二 )技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種PWM變量噴霧試驗裝置，其包括依次連接的氣泵、氣罐、藥罐及噴頭；所述藥罐與所述噴頭之間的連接管路上還設(shè)置有電磁閥，所述電磁閥用于控制噴頭開閉以改變流量；所述電磁閥由PWM波發(fā)生器控制，所述PWM波發(fā)生器用于產(chǎn)生PWM波。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述PWM波發(fā)生器連接到計算機，所述計算機用于接收用戶PWM參數(shù)設(shè)置并向PWM波發(fā)生器發(fā)出控制命令。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述PWM波發(fā)生器與所述計算機通過RS232串口通訊。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述PWM波發(fā)生器包括第一單片機及與其連接的用于與計算機通訊的串口通信電路、用于連接到電源的降壓穩(wěn)壓電路及用于控制所述電磁閥的電磁閥驅(qū)動電路。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述氣罐內(nèi)部設(shè)置有壓力傳感器，其用于實時采集氣罐內(nèi)氣體壓力；所述壓力傳感器連接到調(diào)壓控制器，其用于自動調(diào)節(jié)氣罐壓力到預(yù)設(shè)壓力； 所述調(diào)壓控制器控制有所述氣泵與所述氣罐之間管路上設(shè)置的PID調(diào)壓閥。[0015]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述調(diào)壓控制器包括單片機，及與其連接的用于連接到壓力傳感器的電流電壓轉(zhuǎn)換電路、用于連接到電源的降壓穩(wěn)壓電路、用于驅(qū)動PID調(diào)節(jié)閥的D/A轉(zhuǎn)換電路、用于用戶控制信息輸入的鍵盤及IXD顯示屏。(三)有益效果上述技術(shù)方案所提供的一種PWM變量噴霧試驗裝置，其包括依次連接的氣泵、氣罐、藥罐及噴頭；所述藥罐與所述噴頭之間的連接管路上還設(shè)置有電磁閥，所述電磁閥用于控制噴頭開閉以改變流量；所述電磁閥由PWM波發(fā)生器控制，所述PWM波發(fā)生器用于產(chǎn)生 PWM波。該裝置能夠精確控制噴霧壓力，可以便捷設(shè)定PWM頻率和占空比等參數(shù)。

圖1是本實用新型實施例的PWM變量噴霧試驗裝置的工作狀態(tài)示意圖；圖2是本實用新型實施例的PWM變量噴霧試驗裝置的PWM波發(fā)生器的組成框圖；圖3是本實用新型實施例的PWM變量噴霧試驗裝置的PID調(diào)壓控制器的組成框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。如圖1所示，圖1是本實用新型實施例的PWM變量噴霧試驗裝置的工作狀態(tài)示意圖。該PWM變量噴霧試驗裝置包括依次連接的氣泵、氣罐、藥罐及噴頭；氣泵用于為氣罐供氣；氣罐用于以恒定壓力存儲氣體；藥罐的罐內(nèi)上面是空氣，下面是藥液；與噴頭對應(yīng)處設(shè)置收集皿。氣泵壓縮空氣向氣罐提供一定壓力的氣體，氣體通過管道進入藥罐，藥液在氣體壓力的作用下沿藥罐底部管道經(jīng)過噴頭噴射出去，收集皿能夠收集藥液以測量其體積。藥罐與噴頭之間的連接管路上還設(shè)置有電磁閥，電磁閥用于控制噴頭頻繁開閉以改變流量； 電磁閥由PWM波發(fā)生器控制，PWM波發(fā)生器用于產(chǎn)生PWM波。PWM波發(fā)生器連接到計算機，計算機用于接收用戶PWM參數(shù)設(shè)置并向PWM波發(fā)生器發(fā)出控制命令。PWM波發(fā)生器，用于根據(jù)計算機控制命令產(chǎn)生PWM波以控制電磁閥。PWM波發(fā)生器與計算機通過RS232串口通訊。用戶使用計算機軟件設(shè)置PWM波頻率和占空比，計算機通過RS232串口將參數(shù)發(fā)送給PWM波發(fā)生器產(chǎn)生PWM波，按要求控制電磁閥頻繁開閉。也可以通過并口等實現(xiàn)數(shù)據(jù)的通訊。PWM波發(fā)生器包括第一單片機及與其連接的用于與計算機通訊的串口通信電路、 用于連接到電源的降壓穩(wěn)壓電路及用于控制電磁閥的電磁閥驅(qū)動電路。如圖2所示，為本實用新型實施例的PWM變量噴霧試驗裝置的PWM波發(fā)生器的組成框圖。第一單片機可以選擇如型號STC12C5A60S2、串口通信電路用于實現(xiàn)計算機和第一單片機通信。電磁閥(浙江溫嶺捷凱閥業(yè)有限公司GE8200D驅(qū)動電壓為12v，第一單片機無法直接驅(qū)動，需要設(shè)計驅(qū)動電路對第一單片機驅(qū)動信號進行放大。降壓穩(wěn)壓電路實現(xiàn)直流12v向直流5v的轉(zhuǎn)換為第一單片機供以5v穩(wěn)定電壓。氣罐內(nèi)部設(shè)置有壓力傳感器，其用于實時采集氣罐內(nèi)氣體壓力；壓力傳感器連接到調(diào)壓控制器，其用于自動調(diào)節(jié)氣罐壓力到預(yù)設(shè)壓力；調(diào)壓控制器控制有氣泵與氣罐之間管路上設(shè)置的PID調(diào)壓閥。調(diào)壓控制器通過壓力傳感器采集氣罐內(nèi)氣體壓力，并實時控制 PID調(diào)壓閥，使壓力恒定于用戶設(shè)定壓力。調(diào)壓控制器包括單片機，及與其連接的用于連接到壓力傳感器的電流電壓轉(zhuǎn)換電路、用于連接到電源的降壓穩(wěn)壓電路、用于驅(qū)動PID調(diào)節(jié)閥的D/A轉(zhuǎn)換電路、用于用戶控制信息輸入的鍵盤及LCD顯示屏。調(diào)壓控制器，用于自動調(diào)節(jié)氣罐壓力于用戶設(shè)定壓力值上； PID調(diào)壓閥，用于執(zhí)行調(diào)壓控制器控制命令。如圖3所示，為本實用新型實施例的PWM變量噴霧試驗裝置的PID調(diào)壓控制器的組成框圖。調(diào)壓控制器的核心是第二單片機如其具體型號為STC12C5A60S2，它集成了 8路數(shù)模轉(zhuǎn)換器，支持串行通信功能。4X4鍵盤和U8X64IXD顯示屏作為控制器的輸入輸出設(shè)備，用于和用戶進行信息交換，接收用戶壓力設(shè)置并將設(shè)置壓力和實際壓力顯示給用戶。壓力傳感器(美國傳感器技術(shù)公司AST4100)將壓力信息轉(zhuǎn)換為4-20mA電流信號，經(jīng)電流電壓轉(zhuǎn)換后送給第二單片機內(nèi)置的A/D轉(zhuǎn)換電路，第二單片機根據(jù)用戶設(shè)置壓力和實際壓力輸出數(shù)字控制信號，該信號經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換后控制PID調(diào)壓閥(FEST0 MPPE-3-1/8-6-420-B)。直流24v適配器為壓力傳感器和PID調(diào)壓閥提供電源，降壓穩(wěn)壓電路將Mv電壓轉(zhuǎn)換為直流5v電源為第二單片機供電。本實施例中計算機需設(shè)置相應(yīng)的計算機軟件，具體的計算機軟件主要具有串口設(shè)置、PWM波參數(shù)輸入和PWM波輸出啟停功能。串口設(shè)置用于設(shè)置和單片機通信的串口號、波特率、校驗位、數(shù)據(jù)位和停止位等參數(shù)。當用戶發(fā)出啟動命令，軟件會打開串口并通過串口向PWM波發(fā)生器發(fā)送PWM參數(shù)和啟動命令字符串；當發(fā)出停止命令時，軟件發(fā)送停止命令字符串以使PWM波發(fā)送器停止輸出PWM波信號并關(guān)閉計算機串口。由以上實施例可以看出，本實用新型實施例提供的一種P麗變量噴霧試驗裝置， 其包括依次連接的氣泵、氣罐、藥罐及噴頭；藥罐與噴頭之間的連接管路上還設(shè)置有電磁閥，電磁閥用于控制噴頭開閉以改變流量；電磁閥由PWM波發(fā)生器控制，PWM波發(fā)生器用于產(chǎn)生PWM波。該裝置能夠精確控制噴霧壓力，可以便捷設(shè)定PWM頻率和占空比等參數(shù)。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種PWM變量噴霧試驗裝置，其特征在于，其包括 依次連接的氣泵、氣罐、藥罐及噴頭；所述藥罐與所述噴頭之間的連接管路上還設(shè)置有電磁閥，所述電磁閥用于控制噴頭開閉以改變流量；所述電磁閥由PWM波發(fā)生器控制，所述PWM波發(fā)生器用于產(chǎn)生PWM波。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PWM變量噴霧試驗裝置，其特征在于，所述PWM波發(fā)生器連接到計算機，所述計算機用于接收用戶PWM參數(shù)設(shè)置并向PWM波發(fā)生器發(fā)出控制命令。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的PWM變量噴霧試驗裝置，其特征在于，所述PWM波發(fā)生器與所述計算機通過RS232串口通訊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的PWM變量噴霧試驗裝置，其特征在于，所述PWM波發(fā)生器包括第一單片機及與其連接的用于與計算機通訊的串口通信電路、用于連接到電源的降壓穩(wěn)壓電路及用于控制所述電磁閥的電磁閥驅(qū)動電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PWM變量噴霧試驗裝置，其特征在于，所述氣罐內(nèi)部設(shè)置有壓力傳感器，其用于實時采集氣罐內(nèi)氣體壓力；所述壓力傳感器連接到調(diào)壓控制器，其用于自動調(diào)節(jié)氣罐壓力到預(yù)設(shè)壓力；所述調(diào)壓控制器控制有所述氣泵與所述氣罐之間管路上設(shè)置的PID調(diào)壓閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的PWM變量噴霧試驗裝置，其特征在于，所述調(diào)壓控制器包括單片機，及與其連接的用于連接到壓力傳感器的電流電壓轉(zhuǎn)換電路、用于連接到電源的降壓穩(wěn)壓電路、用于驅(qū)動PID調(diào)節(jié)閥的D/A轉(zhuǎn)換電路、用于用戶控制信息輸入的鍵盤及LCD顯示屏。
專利摘要本實用新型公開了一種PWM變量噴霧試驗裝置，其包括依次連接的氣泵、氣罐、藥罐及噴頭；所述藥罐與所述噴頭之間的連接管路上還設(shè)置有電磁閥，所述電磁閥用于控制噴頭開閉以改變流量；所述電磁閥由PWM波發(fā)生器控制，所述PWM波發(fā)生器用于產(chǎn)生PWM波。該裝置能夠精確控制噴霧壓力，可以便捷設(shè)定PWM頻率和占空比等參數(shù)。
文檔編號A01M7/00GK202310980SQ2011204529
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者王秀, 翟長遠, 鄒偉, 馬偉 申請人:北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心