[发明专利]一种在线实时混药喷雾系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于智能农业机械领域，具体的说，涉及一种在线实时混药喷雾系 统及其控制方法。

背景技术

在传统的喷雾机械中，普遍采用预混药方式。这种方式对作业人员危害较 大，并存在农药残留较多、混药比不稳定、病虫草害防治效果不佳、混药次数 多且过程复杂等问题。为了提高混药技术的安全、环保、精确和可靠水平，并 获得良好稳定的病虫草害防治效果，现代喷雾机械开始采用在线混药系统。在 线混药的特点是水和药通过在线混药装置按照一定的浓度比实时进行混合。有 些在线混药装置可以实时调节浓度比和喷雾量，根据病虫草害情况进行相应地 喷施。

考虑到喷雾机对多种农作物及其不同生长阶段的防治要求的适应性，在线 混药装置保证喷雾浓度均匀稳定的关键是药水混合比的动态检测和稳定控制以 及具有范围较大的药水混合比。而农药施药量的高精度检测是在线混药装置应 用到实际作业过程中的难点，目前多为流量检测，但小流量检测传感器价格太 高，因此低成本小流量检测成为首要目标。一般在线混药装置的药水混合比范 围较小，限制了其广泛应用，因此需要能够适应多数混药比的混药装置，以扩 大其适用范围；目前，混药装置大多为射流混药器，其结构形式主要是依据经 验进行设计，一般结构固定，难以实现混药比的较大范围调节，而且混药均匀 性和控制精度较差。

申请号为201320285621.X的“一种自动混药的变量喷雾装置”，可以在喷 施过程中，分开存储水和药并根据喷雾需要自动调节吸药量改变喷雾浓度，达 到在线均匀混合的目的，但由于混药器结构的限制，混药比难以达到较大范围。 申请号为200510041334.4的“一种喷雾机构药与水分离的方法”公开了一种在 线混药装置，通过带有刻度的水箱和药箱对水和药进行精确计量来达到精确混 药的效果。申请号为200820047346.7的“一种变量喷雾自动混药装置”，该装 置可实现多种农药单独或同时混药和混药比的实时调节。申请号为 201010132393.3的“一种自动混药装置”，在射流混药器后加装螺旋结构，增大 了混药均匀性，但无法实现水药的精确计量和精确控制。申请号为 201510083577.8的“一种水田施药机的混药装置及方法”，能够实时从水田取水， 并分开存储水和药剂，再使用机械搅拌器将水和药剂快速均匀混合，减小了药 箱体积和重量，有效地提高药液混合均匀度，结构简单，方便实用。

从上述专利表明，在线混药装置受限于低成本小流量检测和较大范围地实 时调节混药比控制技术，无法完成较高的混药均匀度和药水混合比的精确控制 要求。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供了一种在线实时 混药喷雾系统及其控制方法，适用于现代农业机械，且结构简单，可以保证喷 施机械在作业过程中完成水药的均匀混合，不存在小流量的检测问题，而且能 够实现较大范围、较高的混药比。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种在线实时混药喷雾系统，包括：1.储水的水箱，2.储药的药箱，3.混 药部分，包括混药器和将混药器流出的混合液接住的混药箱，4.检测水箱和混 药箱液位的水位检测部分，5.控制进入混药器的水和药的流量的流量控制部分， 6.将混药箱的混合液喷出的喷施部分。水和药在混药器中均匀混合为混合液。

水位检测部分包括检测水箱水位的压力传感器、检测混药箱最高液位的液 位开关Ⅰ、检测混药箱最低液位的液位开关Ⅱ。

流量控制部分包括控制器、电磁开关阀、泵Ⅱ；水箱、压力传感器、电磁 开关阀、混药器依次通过管道相接，药箱、泵Ⅱ、混药器依次通过管道相接； 控制器与电磁开关阀、泵Ⅱ、压力传感器、液位开关Ⅰ、液位开关Ⅱ分别电连 接。控制器控制电磁开关阀，进而控制水流量；控制器控制泵Ⅱ，进而控制药 流量。压力传感器、液位开关Ⅰ、液位开关Ⅱ输出的信号均被控制器采集并处 理。

混药器包括水入口、药入口、混合液出口；水入口位于混药器的前端，混 合液出口位于混药器的后端，药入口位于混药器的前段上端。混药器中药的注 入方向与水流方向垂直，水和药在混药器中可均匀混合。

喷施部分包括泵Ⅰ、将混合液喷出的喷头组、调整混合液的喷出压力的压 力调节部分；混药箱、泵Ⅰ、压力调节部分、喷头组依次通过管道相接。泵Ⅰ 将混合液从混药箱中抽出；压力调节部分用于调节喷施压力，以适应不同的作 业要求。