喷雾试验台使用说明书.doc

喷雾性能综合试验台
使 用 说 明 书

哈尔滨博纳科技有限公司
二○○八年一月

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目 录

一、引言 1
二、喷雾性能综合试验台的工作原理 1
三、一般技术参数及主要结构 1
1、一般技术参数 1
2、主要结构 2
2.1 机械结构部分 2
2.2 自动控制部分 2
2.3 数据采集处理部分 3
2.4 电气部分 3
四、硬件操作 4
1、打开各电源开关 4
2、试验前准备 4
3、试验（喷雾均匀性测量） 4
4、试验（喷雾角测量） 5
5、试验（雾滴测量） 5
6、试验完毕 5
五、软件操作 5
1、系统安装 5
2、测试软件使用说明 5
2.1液泵性能测试 6
2.2 喷雾性能测试 6
2.3 控制 12
2.4 存储试验数据 13
六、试验台的保养及维护 13
七、试验台操作使用注意事项 13

喷雾性能综合试验台使用说明书
一、引言
在众多的农业机械中，植保机械的发展在农业生产和农业科技发展中占有极其重要的位置。农作物在生长发育的过程中，常常因为遭到各种病虫害和杂草的影响而降低产量和质量，各地受到病虫危害而减产的情况屡见不鲜，所以高性能的植保机械是提高农作物产量和质量的主要途径之一。提高农药的有效利用率关键是提高植保机械的使用性能，保证植保机械喷洒部件、增压部件的质量和提高它的使用性能是提高农药有效利用率的关键，而提高对液泵、喷头性能的检测则是提高产品质量的关键。
该试验台能完成《喷雾机喷头试验方法（GBT20183.1-2006）》所规定的主要综合试验内容，在满足功能齐全、手段完善、测试精确、自动化程度高的基础上，又力求结构精巧、简单，达到经济实用，为便于推广，采用模块化设计，可通过灵活选用、组合，满足喷雾机和液泵的教学、科研开发和生产单位使用的不同需求，计算机视觉图像处理技术、超声波精确测距技术和微机综合控制技术的应用，也有助于促进我国植保机械检验检测技术的发展。
二、喷雾性能综合试验台的工作原理
在田间测试喷雾机的喷雾性能时，喷头的压力与流量、喷雾角、喷洒的均匀性、水泵消耗功率等是无法精确测量的，而在试验室内的喷雾性能综合试验台上，利用先进的计算机视觉图像处理技术、超声波精确测距技术、传感器耦合技术和微机综合控制技术，可以自动精确的测量各种数据，从而达到对喷雾机喷洒部件和增压部件各项指标的综合测试。
三、一般技术参数及主要结构
1、一般技术参数
台架尺寸（长×宽×高）： 3600×2100×2200 mm
液体体积测量精度： ±2 ml
角度的测量精度： ±1°
单次试验时间设定范围30～60s，测量精度： ±1s
喷头最大喷量： 0～5L/min
液泵最大可测量压力： 0～2.5MPa
液泵最大可测量流量： 0～100L/min
水泵调速范围： 500～ 960 r/min
集雾槽间距： 500.5mm
喷杆架上下调节距离： 300 ～ 800 mm
2、主要结构
2.1 机械结构部分
(1） 试验台总长3600mm、宽2200mm、高2250mm, 框架采用铝合金型材，防腐防锈，外观精美。
(2） 喷杆上安装4个喷雾器，间距500mm，喷杆上下可调，调节范围为300 mm -800mm，通过减速电机驱动链轮、链条进行上下调节，由喷杆上的箭头指示刻度尺上的刻度位置。喷杆可前后移动，由气缸驱动，当移动到试验台前端，可以方便装卸喷嘴。摄像机架连接在试验台框架上，通过气缸可以九十度旋转，防止喷杆向前移动时发生干涉，摄像机距离喷嘴400mm。摄像背景用黑色绒布窗帘，不反光，其他三面用铝板，颜色采用不反光黑色；摄像照明采用直流电光源技术，图像稳定无闪烁。所有可移动位置均有铝合金导轨、滑块做导向。
(3） 集液槽设计采用严格遵循ISO 5682-2标准的U形集雾槽，替代了以往V形集雾槽，可更好的防止液滴飞溅，使测试更精确，集雾槽的槽壁为直立面，各槽壁的上边缘在一个平面上，在纵向（与槽垂直）与水平面的公差为1%（10mm/m）,在横向（与槽垂直）的公差为2%。集雾槽的厚度为4mm，相邻槽壁顶端之间的距离为500.5mm。集液槽铺装完成后，整体倾斜3°，以利液体流出。
(4） 喷雾分布均匀性测试由超声波液位传感系统、试管及试管架、试管架翻转机构组成。试管架翻转机构采用齿轮传动进行翻转，翻转角度为105°，实现接水位置、测量位置、倾倒位置精确定位。试管架由60个试管固定在试管架上，翻转时保证不上下、左右晃动。选用D=45mm、H=250mm的试管，最大可测量流量3L/min的喷头4支，应满足国内喷雾机的要求。超声波测量系统由超声波液位传感器、铝合金导轨、导向滑块、步进电机、限位开关、齿轮齿条驱动装置组成，保证超声波液位传感器在导轨上水平移动，移动速度3m/min。
(5） 药液循环系统，由电机、水泵、过滤器、调压阀、球阀、三通、弯头、不锈钢管、胶管、接头等构成。
(6） 液泵测试系统，应用传感器融合技术，自动监控液泵的进出口压力、扭矩、转速和流量参数，它们以电流标准信号形式经PLC的A/D 模块转化为数字量，PLC同时以高速计数脉冲形式获得编码器转速信号，并都通过RS232接口传送给计算机，在组态王6.0编制的程序下进行采集和显示，由研制的C++语言进行计算、数据融合处理、储存、打印试验报表。
2.2 自动控制部分
以可编程序控制器为核心，对执行机构实行控制。
(1) 水泵驱动电机
水泵驱动电机选用普通电机，变频器控制转数，配备扭矩传感器测量输出扭矩和转数。
(2) 试管架翻转电机
设计控制程序，配合接近开关实现接水、倾倒的连续自动控制。
(3) 设计控制程序，配合行程开关实现步进电机在试管测量程序中的自动控制。
2.3 数据采集处理部分
(1) 采用低照度高感度工业摄像机，研制C++语言程序软件，进行图像采集和处理（得出喷雾角）；
(2) 采用高精度超声波传感器，研制C++语言程序软件，进行数据采集和处理（得出喷雾分布均匀性数据）；
(3) 通过计算机和PLC通信，进行相应控制和传感器数据采集。
2.4 电气部分
2.4.1继电器对应表
气泵
小喷架电机
小喷架电机
喷杆 移动
摄像
移动
大喷架电机
大喷架电机
接水 倒水
接水 倒水
两相步进电机

2.4.2 端子示意图
端子号
对应线号
端子号
对应线号
1-2
7
102
14
3-5
24
103
15
6-8
9
104
25
9-10
8
105
26
11-13
19
1-4
16ab
14-16
17
01
4
77
20
02
5芯
78
22
03

79
12
04
18a
80
11
05

81
10
06
23
101
21
07
27
08

39
13
400
18b

雾滴流量传感器（03）不接地。
四、硬件操作
1、打开各电源开关
开关位于控制台的背板上：
（1） 打开【总电源】开关；
（2） 打开【变频器】开关；
（3） 打开【喷杆移动】开关；
（4） 打开【摄像移动】开关；
（5） 打开【小喷架】电机开关；
（6） 打开【大喷架】电机开关；
（7） 打开【接水倒水】开关；
（8） 打开【气泵】开关；
（9） 打开【PLC】开关，该开关控制了PLC的供电；
（10） 打开【万能转换】开关。
2、试验前准备
(1) 检查各电路是否畅通并正常；
(2) 检查水循环系统各开关阀状态是否正确；
(3) 检查试验台上的控制监测仪器是否正常；
(4) 检查各润滑处和紧固处是否正常。
3、试验（喷雾均匀性测量）
在试验前，超声波传感器应该预热30分钟。
(1) 按【喷杆上升】或【喷杆下降】按钮，调节喷杆到试验要求的高度，调节时注意不要超过最高和最低限位；
(2) 检查无误后开启水泵，按【水泵】变频器的“FWD”按钮，并调节到试验要求的转速；
(3) 手动调节调压阀，并调节到试验要求的压力；
(4) 按【试管接水】按钮，启动接水程序，接水时间到后，试管回到初始位置；
(5) 按【水泵】变频器的“STOP”按钮，停止喷水；
(6) 在测试软件上按【超声波测试 — 开始测试】按钮，启动超声波测量程序，步进电机启动；
(7) 按【试管倾倒】按钮，启动倒水程序，倒水时间到后，试管回到初始位置；
4、试验（喷雾角测量）
(1) 按【喷杆上升】或【喷杆下降】按钮，调节喷杆到试验要求的高度；
(2) 按【气泵】按钮，启动气泵，手动调节调压阀，将气压调到0.5Mpa；
(3) 按【摄像机移动】按钮，将摄像机架旋转90°；
(4) 按【喷杆前后移动】按钮，将喷杆架移动到前方，手动打开开关阀门；
(5) 再次按【喷杆前后移动】按钮，将喷杆架移动回初始位置；
(6) 按【摄像机移动】按钮，将摄像机架旋转90°回到初始位置；
(7) 按【水泵】变频器的“FWD”按钮，开始喷水；
(8) 在在测试软件上按【喷雾角测量】按钮，启动喷雾角测量程序；
(9) 测量完毕后，按【水泵】变频器的“STOP”按钮，停止喷水；并重复（3）—（6）步骤，手动关闭开关阀门。
5、试验（雾滴测量）
(1) 按【雾滴喷头左移】或【雾滴喷头右移】来调整喷头位置；
(2) 参考喷雾激光粒度仪使用手册，进行雾滴测试。
6、试验完毕
(1) 关闭各电源开关；
(2) 关闭各阀门；
(3) 当长期不使用试验台时，应将集雾槽表面用布盖上。
五、软件操作
1、系统安装
(1) 安装1384采集卡，连接ImagingSource摄像机，安装摄像机驱动和软件（所附安装盘内）；
(2) 安装USB转串口连接线，连接PLC；
(3) 将本软件（一般为SprayTester.exe）解压到硬盘某一路径下。
2、测试软件使用说明
本软件分为两部分：液泵性能测试和喷头喷雾性能测试。喷头性能测试部分基本遵循《喷雾机喷头试验方法（GBT20183.1-2006）》这一国家标准所制定的试验报表的格式要求，包括的试验项目有：喷头喷量一致性测试、不同压力下喷量的变化量测试、雾液量分布测试（超声波测试方式）和喷雾角测试（图像测试方式）。
2.1液泵性能测试

l 【显示原始数据】，当被勾选时，将显示未经公式转换的数据；
l 【连续采集模式】，当被勾选时，数据将以每秒1次的的频率存储；
l 【打印测试】，参考存储试验数据。
2.2 喷雾性能测试

通过【添加新的测试】，可以进行某一测试的多次试验。
2.2.1喷头喷量一致性测试
本测试是以人工输入数据方式进行的。

输入数据完毕后，点击【下一步】

2.2.2不同压力下喷量的变化量测试
本测试是以人工输入数据方式进行的。默认的压力和喷量取值自雾滴仪所在管路的压力和流量。

输入数据完毕后，点击【下一步】

2.2.3雾液量分布测试
本测试是以超声波测试方式进行的。超声波传感器应该预热30分钟。
2.2.3.1 测试

l 点击【慢速】或【中速】或【快速】，可设定超声波测试时移动的速度；
l 设置【测试范围】，可设定被测试量筒的范围；
l 点击【开始测试】，步进电机先复位，然后移动到测试范围的起点，开始测试；
l 点击【停止测试】，步进电机停止，测试停止。
采集数据完毕后，点击【下一步】

2.2.3.2 液位标定
点击【液位标定】，进入

l 选中【第一次】或【第二次】，用以设置2组液位实际值与超声波采样值的比例；
l 液位数据实际值为 "-1" ，意即忽略对应的量筒，不对其进行液位标定；
l 点击【开始】进行超声波液位标定；
l 点击【保存】保存此次对超声波做的标定。
2.2.4喷雾角测试
本测试是以超声波测试方式进行的。测试前，先打开摄影灯（摄影灯连续工作不宜超过10分钟）。
2.2.4.1 测试

2.2.3.2 图像法
点击【开始测试】，进入

（1）测量参数
l 【测量位置】，通过上下拖动和，进行设置；
l 【阈值】，根据光照酌情设定，以突出被测物为准。
（2）测量操作
l 【二值化】，根据【阈值】设置的值，对当前静态图像进行二值化处理；
l 【自动测量角度】，当【同步测量】勾选中时，由计算机自动分析喷雾角，并显示于测量结果框中；
l 【手动测量角度】，通过鼠标画两条直线，计算机计算两直线的夹角，并显示于测量结果框中。

（3）动态图像序列
l 点击【实时显示】，将显示动态图像，再点击，将停止显示动态图像；
l 【同步二值化】，根据【阈值】设置的值，显示二值化后的动态图像；
l 【采集一幅图像】，将停止显示动态图像，显示一幅捕捉到的静态图像；
l 【采集多帧图像】，将停止显示动态图像，将采集【采集帧数】所设置数量的图像，存于【设定路径】所设置的路径。
2.3 控制

2.3.1 试管架控制
l 【接收】，接收时间在〖2.3雾液量分布测试〗中的处设置；
l 【倾倒】，倾倒时间持续10秒。
2.3.2 超声波传感器架控制
2.4 存储试验数据
点击【菜单—文件—保存测试数据】或工具条上的，或各个测试项目中的【打印测试】，将打开数据保存对话框：

l 点击【保存数据】，将保存XML格式的数据文件，该XML文件的样式表XSL文件为本软件所在目录内的“SprayerTest.xsl”。
六、试验台的保养及维护
（1） 对试验台上各润滑部位应根据使用运转情况，经常抹油以减小阻力和摩擦；
（2） 定期检查水箱的水量，当发现未达到规定水面时，应及时加水；
（3） 经常检查试验台上各处紧固螺栓，防止发生事故；
（4） 长期不使用试验台时，应将集雾槽遮盖上，以防灰尘。
七、试验台操作使用注意事项
（1） 禁止把工具或其它物品放在集雾槽和导轨上面；
（2） 在试验时禁止靠近试验台上的各转动部件；
（3） 【水泵】变频器的调节按钮不可调节至40以上；
（4） 试验台使用结束后应切断所有电源，关闭所有阀门；
（5） 保持集雾槽表面的清洁。