淺談噴霧機(jī)的系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)論文
1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)工作時(shí)，藥液由液壓泵泵出，經(jīng)主管道及噴桿后由噴頭流出，通過(guò)轉(zhuǎn)換接頭流經(jīng)流量傳感器，最后由藥液收集槽收集。為便于試驗(yàn)記錄，將左側(cè)噴頭從上到下標(biāo)記為噴頭1～噴頭3，右側(cè)噴頭從上到下標(biāo)記為噴頭4～噴頭6。轉(zhuǎn)換接頭為自行設(shè)計(jì)的快捷轉(zhuǎn)換接頭。流量傳感器輸出頻率信號(hào)，信號(hào)經(jīng)頻率轉(zhuǎn)電流模塊轉(zhuǎn)換為4～20mA電流信號(hào)，同時(shí)壓力傳感器輸出4～20mA電流信號(hào)，流量傳感器與壓力傳感器輸出的電流信號(hào)經(jīng)4～20mA信號(hào)采集模塊采集后，由RS－485總線(xiàn)上傳至上位機(jī)界面顯示。本系統(tǒng)可同時(shí)顯示6路流量信號(hào)及1路壓力信號(hào)。流量傳感器選用GemsF6FT—110系列TurboFlow型流量傳感器，輸出頻率范圍58～575Hz;壓力傳感器選用WLB型壓力傳感器，輸出信號(hào)為4～20mA電流信號(hào);頻率電流轉(zhuǎn)換模塊選用ART－阿爾泰A11FV11頻率/電壓、電流信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換模塊，輸入為0～1kHz，0～10kHz和0～100kHz頻率信號(hào)，輸出為0～5V，0～10V電壓信號(hào)和0～20mA或4～20mA電流信號(hào)。本設(shè)計(jì)根據(jù)流量傳感器輸出信號(hào)選擇輸入檔位為0～1kHz，并根據(jù)信號(hào)采集模塊選擇輸出檔位為4～20mA;4～20mA電流采集模塊選用順源ISOADA08型采集模塊，可同時(shí)采集8路電流信號(hào)，通過(guò)RS－485總線(xiàn)上傳至上位機(jī)界面。若噴霧機(jī)噴頭較多，系統(tǒng)可對(duì)噴頭進(jìn)行分批次測(cè)量。
本轉(zhuǎn)換接頭可分為固定架、螺桿和接頭體3部分。其中，固定架用于支撐接頭，并將接頭與噴頭位置進(jìn)行固定;接頭體上端采用橡膠密封墊，可將噴頭與接頭接觸部位進(jìn)行密封，橡膠密封墊通孔直徑為13mm，可用于測(cè)量多類(lèi)噴霧機(jī)噴頭。測(cè)量時(shí)，將橡膠密封圈與噴頭噴嘴對(duì)接，卡鉤卡至噴頭上端，且保證兩卡鉤處于同一平面內(nèi)，以保證密封性良好，旋轉(zhuǎn)螺桿使轉(zhuǎn)換接頭固定至噴頭上;藥液經(jīng)噴頭體由膠管接頭引流至流量傳感器。本轉(zhuǎn)換接頭使用方便，操作簡(jiǎn)單，用于對(duì)單個(gè)噴頭的測(cè)量;若噴霧機(jī)噴頭數(shù)量較多，可使用多個(gè)接頭進(jìn)行測(cè)量。
2上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)上位機(jī)控制軟件采用C#編寫(xiě)，使用VisualStudio2008開(kāi)發(fā)平臺(tái)開(kāi)發(fā)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，可以運(yùn)行于Win-dowsXP及以上環(huán)境。系統(tǒng)工作時(shí)，可根據(jù)不同試驗(yàn)條件在上位機(jī)界面顯示不同的測(cè)量值。因本系統(tǒng)主要測(cè)量噴頭流量值，根據(jù)擬合方程中流量與電流的`關(guān)系，設(shè)定最大電流值與最小電流值所對(duì)應(yīng)流量值以及壓力值。系統(tǒng)啟動(dòng)后，上位機(jī)界面實(shí)時(shí)顯示主管道壓力值以及噴頭1～6的流量值。數(shù)據(jù)采樣間隔可根據(jù)用戶(hù)要求進(jìn)行設(shè)定，同時(shí)系統(tǒng)會(huì)將所采集數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行存儲(chǔ)，可供試驗(yàn)后期數(shù)據(jù)分析處理。為了獲得電流與流量關(guān)系曲線(xiàn)，試驗(yàn)時(shí)選用SCL600型噴霧機(jī)ALBUZ－ATR80型噴頭，分別設(shè)定壓力為0．3，0．7，1．1，1．5MPa，使用秒表記錄測(cè)量時(shí)間，并測(cè)量在該時(shí)間范圍內(nèi)由量筒收集的藥液體積，同時(shí)用萬(wàn)用表測(cè)量輸出電流值，每個(gè)壓力值下測(cè)量3次，取平均值。
3試驗(yàn)及結(jié)果分析
為測(cè)試本系統(tǒng)精度，試驗(yàn)時(shí)選用SCL600型噴霧機(jī)所配置的ALBUZ－ATR80型噴頭進(jìn)行試驗(yàn)，記錄上位機(jī)界面所示流量值，同時(shí)用量筒測(cè)量一定時(shí)間流經(jīng)流量傳感器的藥液體積，計(jì)算其平均流量(即實(shí)際流量)，通過(guò)與試驗(yàn)測(cè)量流量(即上位機(jī)所示流量)進(jìn)行比較，得到系統(tǒng)精度。為了測(cè)試系統(tǒng)精度，以噴頭2為例，使用上位機(jī)軟件，以0．4MPa為間隔，在0．3～1．5MPa范圍內(nèi)記錄上位機(jī)界面所示流量值，并測(cè)量在一定時(shí)間內(nèi)量筒所收集的藥液體積。每個(gè)壓力下測(cè)量3次，取平均值。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，噴頭在不同壓力下流量不同，且隨著壓力的增加，流量逐漸增加;在流量為0．53～1．25L/m范圍內(nèi)，噴頭平均流量與測(cè)量流量的最大相對(duì)誤差為4．40%。為了測(cè)試系統(tǒng)精度，選擇噴頭1、噴頭3及噴頭4進(jìn)行試驗(yàn)，使用上位機(jī)軟件，試驗(yàn)設(shè)定壓力為0．7MPa。同時(shí)，記錄上位機(jī)界面所示流量值，并測(cè)量在一定時(shí)間內(nèi)量筒收集的藥液體積，每組測(cè)量3次，取平均值，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:當(dāng)壓力為0．7MPa時(shí)，各噴頭流量基本保持一致;當(dāng)流量為0．83～0．91L/m時(shí)，噴頭平均流量與測(cè)量流量的最大相對(duì)誤差為3．88%。
4結(jié)論
本系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)換接頭使用方便，密封性良好，對(duì)噴頭壽命影響較小，可便于系統(tǒng)同時(shí)對(duì)多類(lèi)噴霧機(jī)噴頭流量快速測(cè)量，且系統(tǒng)操作方便，上位機(jī)界面可實(shí)時(shí)顯示各噴頭流量值，實(shí)現(xiàn)對(duì)噴霧機(jī)噴頭流量在線(xiàn)測(cè)量，測(cè)量精度較高。
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