一种测量静电喷雾雾滴荷质比的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及农林植保技术领域，更具体的涉及一种测量静电喷雾雾滴荷质比的装置与方法。
【背景技术】
[0002]我国的农药年产量居世界前列，而我国的植保机械和农药喷施技术却相对落后。目前，我国受农药污染的耕地面积高达1300?1600万hm2。长期以来，我国农药喷施以地面植保为主，且一直停留在传统的大容量和大雾滴喷雾的技术水平上，不仅作业效率低下，而且过量施用造成严重的环境污染和农产品品质下降，已经难以满足农业可持续发展的需要。近年来，静电喷雾技术防治得到较为广泛的应用，其主要应用于静电喷涂、静电除尘，静电干燥以及静电喷洒等领域，静电喷洒是是现代植保机械施药的新技术，能较好地解决传统施药中存在的问题，但目前静电喷洒主要还是以地面喷洒器械为主，由于其作业效率较低等问题，加快推进静电喷雾技术的发展是农业植保领域新的任务与挑战，而航空静电喷雾在保留了地面静电喷雾优点的同时又大大提高了作业效率。航空静电喷雾对减少农药漂移、提高农药在靶标上的沉积率、降低农药的施用量、降低对环境的污染和提高农产品质量具有广阔的发展空间和良好的应用前景。
[0003]航空静电喷雾系统装置是通过高压静电基于雾滴荷电原理使药液雾滴带上电荷而设计的一套系统装置，通过静电喷施的方式施药有效的提高了农药在靶标正背面的附着率、分布均匀性，也在一定程度上起到了减小雾滴飘移的作用，减少了农药的浪费，提高了农药利用率。
[0004]荷质比是衡量航空静电喷雾系统性能的重要指标，是研究其喷雾的荷电特性与静电喷雾下雾化效果的重要基础，荷质比是影响喷雾幅宽、雾滴粒径、雾滴沉降速度以及雾滴的沉积规律等重要参数之一。
[0005]法拉第筒测量法是目前带静电物体荷质比测量的常用方法。但传统的法拉第筒无法直接用于测量静电喷雾雾滴的荷质比，主要存在如下几方面的问题:
1)传统的法拉第筒内外筒之间不封闭，雾滴容易进入内外筒的间隙中，造成电荷损失，影响测量的准确度；
2)传统的法拉第筒缺少液体收集装置，不便于进行喷雾雾滴总质量的确定，影响荷质比的计算；
3)传统的法拉第筒缺少电荷量采集及数据处理分析系统，难以对喷雾雾滴荷质比进行实时采集。
[0006]现有的文献资料中检索到了两个喷雾雾滴荷质比的测量方案:喷杆式多喷头静电喷雾荷质比测量设备(申请号:201310690188.2)和一种易拆装荷电雾滴荷质比实时测量装置(申请号:2013 2050 3284.7)，但这两项专利也未能很好地解决前述问题。发明201310690188.2主要对喷杆上的多个喷头的荷电雾滴荷质比进行测量，由于设备较大且操作较复杂，不便于根据试验需要随处移动；发明201320503284.7主要解决各种恶劣环境下使用法拉第筒法实时测量带电雾滴荷质比的问题，该项发明虽弥补了前者的不足，但在法拉第筒设计上缺少法拉第筒内外筒的封闭结构，易导致喷雾时雾滴喷入内外筒的隔空层，同时法拉第筒没有设计出水管道，造成雾滴收集比较困难，此外，对试验后的法拉第筒除湿除静电操作不方便。上述两项发明都没有涉及荷质比数据的实时采集。
【发明内容】
[0007]本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷(不足)，提供一种测量静电喷雾雾滴荷质比的装置与方法。
[0008]为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下:
一种测量静电喷雾雾滴荷质比的装置，包括法拉第筒、电荷量表、出水管道、液体收集桶、计算机，所述法拉第筒与电荷量表连接，所述电荷量表与计算机连接，所述出水管道与法拉第筒底部相连通，液体收集桶用于收集从出水管道流出的液体，液体收集桶底部安装有重量传感器，重量传感器与电荷量表连接。
[0009]进一步的，作为优选技术方案，所述法拉第筒包括内筒、外筒、喇叭口状上套圈、喇叭口状下套圈、喇叭口状绝缘套圈和绝缘支撑柱;所述内筒位于外筒内，且内筒和外筒之间存在隔空绝缘;所述绝缘支撑柱支撑在内筒和外筒之间；所述上套圈、绝缘套圈、下套圈和内筒从上向下依次嵌套。
[0010]进一步的，作为优选技术方案，所述上套圈和下套圈为不锈钢材料且经过喷塑绝缘处理，所述绝缘套圈为聚四氟材料制成。
[0011]进一步的，作为优选技术方案，出水管道上安装有阀门，且出水管道与法拉第筒之间相互绝缘。
[0012]进一步的，作为优选技术方案，所述电荷量表用于雾滴电荷量值的测量并显示其值大小，电荷量表与内筒相连接，外筒接地，电荷量表内部设有换算电路模块、A/D转换器模块和RS232数据采集串口模块。
[0013]进一步的，作为优选技术方案，所述计算机通过串口与电荷量表连接，用于对电荷量表测的电荷量实时采集分析并记录保存，其内部安装有数据采集软件。
[0014]进一步的，作为优选技术方案，所述液体收集桶用于收集雾滴，其底部安装有重量传感器用于获取液体收集桶中收集的雾滴质量信息，通过数据线与电荷量表相连。
[0015]进一步的，本发明还提供一种测量静电喷雾雾滴荷质比的方法，包括如下步骤:
I)经雾化后的荷电雾滴喷入法拉第内筒，此时，内筒内壁聚集荷电雾滴所带的电荷，而外壁感应出极性相反、大小相等的电荷，同样外筒内壁感应出与内筒外壁极性相反、大小相等的电荷，这样内外筒之间产生一定的电压差。
[0016]2)电荷量表通过测得该电压差值经运算转换电路和A/D转换模块转换成电荷量并在数显模块上显示，计算机通过RS232串口经过数据采集软件实时采集并记录电荷量表所测值。
[0017]3)喷雾后，配备的液体收集桶通过收集出水管道流出的喷雾雾滴，经过重量传感器获取喷雾后雾滴的质量信息传输给电荷量表，数据采集软件采集电荷量表测得值并记录保存该值，并通过荷质比计算公式Qm=Q/M(其中Qm为荷质比，单位yC/g，Q为电荷量，单位yC，M为质量，单位g)计算得出此时喷雾雾滴的荷质比并输出以文本格式记录保存。
[0018]进一步的，作为优选技术方案，还包括以下步骤:4)为了降低测量误差，每一次喷雾试验完成后，对法拉第筒进行除湿和消除静电处理，同时将测量装置的电荷量清零，并对液体收集桶进行除湿处理，重复步骤1-3进行下一轮荷电雾滴荷质比的测量。
[0019]本发明还提供一种测量静电喷雾雾滴荷质比的方法，其特征在于包括如下步骤:
I)经雾化后的荷电雾滴喷入法拉第内筒，此时，内筒内壁聚集荷电雾滴所带的电荷，而外壁感应出极性相反、大小相等的电荷，同样外筒内壁感应出与内筒外壁极性相反、大小相等的电荷，这样内外筒之间产生一定的电压差。
[0020]2)电荷量表通过测得该电压差值经运算转换电路和A/D转换模块转换成电荷量并在数显模块上显示，计算机通过RS232串口经过数据采集软件实时采集并记录电荷量表所测值。
[0021]3)喷雾后，配备的液体收集桶通过收集出水管道流出的喷雾雾滴，经过重量传感器获取喷雾后雾滴的质量信息传输给电荷量表，数据采集软件采集电荷量表测得值并记录保存该值，并通过荷质比计算公式Qm=Q/M(其中Qm为荷质比，单位yC/g，Q为电荷量，单位yC，M为质量，单位g)计算得出此时喷雾雾滴的荷质比并输出以文本格式记录保存。
[0022]4)为了降低测量误差，每一次喷雾试验完成后，对法拉第筒进行除湿和消除静电处理，同时将测量装置的电荷量清零，并对液体收集桶进行除湿处理，重复步骤1-3进行下一轮荷电雾滴荷质比的测量。
[0023]与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是:
I.内外筒密闭，电荷流失少:与现有法拉第筒相比，本发明的法拉第内筒和外筒顶部采用绝缘密闭延伸材料，在测量过程中，有效的避免了荷电雾滴喷入内筒和外筒的隔空层，减少了电荷量的流失，提高了测量的准确性。
[0024]2.易操作:与现有的法拉第筒相比，本发明的法拉第筒内筒底部装有可调节的出水管道，喷雾测量完后，通过调节开关调节阀将内筒雾滴由内筒经出水管道全部流入量筒，使测量变得更易操作，节省了测量的时间，同时也保证内筒在每次测量完后内筒的残余雾滴的清除，提高了测量的便捷性和易操作性。
[0025]3.测量实时性好、精度高:与现有的测量装置相比，本发明配套有数据采集软件，数据采集软件可对电荷量表测的值进行实时分析记录并保存，避免了传统电荷量表读数的不可重复性，有效降低了测量误差，提高了测量精度。
[0026]4.性价比高:本发明成本低、易操作、测量精度高，具有很好的性价比。
[0027]5.便于移动测量:本发明的法拉第筒体积小，可根据喷雾试验环境地点的要求随时随地移动，不影响试验结果的准确性。
【附图说明】
[0028]图1为本发明实施例1的结构示意图。
[0029]附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制;为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸;对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件;附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
【具体实施方式】
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