植保无人机与施药技术-课件 第8章 植保无人机喷雾系统与施药技术

第8章植保无人机喷雾系统与施药技术8.1雾化装置的种类及特性8.2液泵类型及参数8.3植保无人机喷雾系统控制元件8.4植保无人机施药技术参数及特征8.5植保无人机低空低量航空施药雾滴沉积分布特性8.6植保无人机低空低量航空施药雾滴飘失行为8.7植保无人机低空低量航空施药雾滴质量空间平缓8.8思考题8.1雾化装置的种类及特性1.雾化特性指标雾滴粒径：体积中径（VMD，DV50）衡量喷雾质量分类符号颜色雾滴VMD范围（μm）极细XF紫色＜50非常细VF红色51-136细F橘色137-177中等M黄色178-218粗C蓝色219-349非常粗VC绿色350-428极粗XC白色429-622超粗UC黑色＞622ASABE标准572.1喷雾质量分级表雾滴粒径与覆盖面积的关系雾滴谱宽度：雾滴分布跨度（RS）衡量

RS：雾滴分布跨度，RS越大，表示样品均一性越低；DV10：雾滴体积累计分布为10%的雾滴直径，μm；DV90：雾滴体积累计分布为90%的雾滴直径，μm；DV50：雾滴体积中径

2.液力式喷头扇形雾喷头圆锥雾喷头扇形雾喷头与圆锥雾喷头喷头流量：在3bar（0.3MPa）压力下测得的每分钟加仑数，将给出的流量乘以0.4后可得到单位为L/min的流量。L/min颜色编码0.3粉红色00750.4橙色010.6绿色0150.8黄色021.0淡紫色0251.2蓝色031.6红色042.0棕色052.4灰色063.2白色084.0淡蓝色103bar时的流量3.离心式喷头主要形式：转盘式、转杯式、转笼式以及转刷式等液滴雾化液丝雾化液膜雾化离心式喷头工作时三种情况离心喷头结构转盘式离心雾化喷头结构1-喷头座；2-流量器；3-电机；4-喷头罩；5-雾化盘植保无人机离心喷头卫士离心喷头极飞离心喷头风云离心喷头侧方供液式：药液从离心雾化盘的一侧供液，圆周方向药液分布不均匀；

中心供液式：药液从电机轴供液，沿圆周方向药液分布均匀。植保无人机喷头位置喷头呈线性分布的植保无人机喷头呈前后布置的植保无人机4.液力式与离心式喷头特征液力式喷头优点：（1）雾滴具有垂直向下的动能，能缓解因飞行和外界环境引起的雾滴飘移；（2）喷洒系统均采用技术较成熟的地面机具喷雾系统部件，部件可以实现标准化。缺点：（1）液力式喷头雾化产生的雾滴谱宽度较大，无法实现控滴喷雾；（2）不适用于部分悬浮剂、可湿性粉剂等颗粒比较大的农药剂型的航空喷雾作业，易造成喷头堵塞。离心式喷头优点：（1）雾化产生的雾滴粒径可以通过调整离心雾化盘转速控制，实现控滴喷雾，雾滴谱宽度小，实现最佳雾滴喷雾；（2）离心式喷头出液孔大，不易堵塞，适用农药品类多、限制少。缺点：（1）雾滴相对容易受无人机旋翼风场和环境风场的影响，极容易产生飘移；（2）离心雾化喷头雾化控制的成本相对高一些，高转速对喷头电机轴承寿命影响较大。8.2液泵类型及参数电动隔膜泵：直流电机、泵头电动隔膜泵MG-1P水泵1-安装螺丝；2-电机；3-水泵线；4-进液口；5-水泵；6-安装螺丝8.3植保无人机喷雾系统控制元件过滤器：进药口过滤器、管道过滤器、喷头过滤器大疆MG-1P进液口滤网管道过滤器滤网压力表：指示喷头喷雾压力压力表防滴装置防滴装置液位计及流量计液位计：确认药箱中的药液量。流量计：精确计算实际流量。液位计流量计1-液位计；2-插头8.4植保无人机施药技术参数与特征施药技术参数：有效喷幅、作业速度、作业高度、喷施率、喷头喷量、雾滴沉积密度喷幅：显著影响雾滴沉积分布均匀性与药效。有效喷幅宽度计算作业速度：显著影响下洗气流对于作物枝叶的扭转作用。作业高度：喷头距离作物冠层的垂直距离。喷施率：单位面积施药液量。雾滴沉积密度：靶标表面单位面积上的雾滴数。喷洒类型喷洒对象雾滴覆盖密度备注常量除草剂苗前30-40

苗后40-50

杀虫剂40-50内吸性30-40杀菌、杀螨剂50-60内吸性30-40化学肥料30-40

低容量除草剂苗前20-30

苗后30-40

杀虫剂30-40内吸性25-35杀菌、杀螨剂35-45内吸性25-35化学肥料25-35

超低容量杀虫剂杀菌、杀螨剂农林牧业害虫15-20内吸性10-15农林业病菌20-40内吸性15-25不同喷洒对象的雾滴覆盖密度相同喷施率下不同喷头的覆盖情况8.5植保无人机低空低量航空施药雾滴沉积分布特性雾滴在下洗气流中的运动轨迹气流中大小雾滴碰撞叶片的运动轨迹雾滴在靶标表面沉积方式不同大小雾滴在靶标上的沉积方式雾滴碰撞靶标表面后的结果粘附：雾滴在叶片上铺展开，最终留在叶片上；破碎：雾滴碰撞后分裂成很多小雾滴，最终离开叶片；弹跳：雾滴在叶片铺展后弹跳，最终离开叶片。雾滴碰撞水平叶片后的结果叶面表面绒毛与雾滴的相互作用绒毛与水之间的相互作用8.6植保无人机低空低量航空施药雾滴飘失行为飘移类型：蒸发飘移、随风飘移缓解飘移措施：（1）建立施药缓冲区；（2）减飘技术的应用；（3）使用挡风板。影响飘移因素：（1）药液特性；（2）植保无人机结构设计和使用技术；（3）气象条件，如风速风向、温湿度、大气稳定性和地形等；（4）操作人员的责任心和操作技能。（1）雾滴大小：引起飘失的主要因素；（2）雾滴蒸发（3）喷雾系统布置：喷头处于植保无人机旋翼产生的下洗气流场边缘或者外侧，雾化后产生的雾滴脱离下洗气流场，易使雾滴受到旋翼涡流的影响，造成飘失；喷雾系统改装前后雾滴运动轨迹对比（4）作业高度与作业速度：显著影响下洗气流对于雾滴的胁迫作用和雾滴的飞行时间；（5）风速、风向：雾滴飘移的距离与风速之间近乎线性关系；（6）温度、湿度：影响蒸发率和蒸发飘失的雾滴数量，；（7）大气稳定度：大气不稳定状态、大气稳定状态、大气中性状态、空气湍流。大气稳定状态8.7植保无人机低空低量航空施药雾滴空间质量平衡定义：在植保无人机作业过程中的农药雾滴空间分布。测试系统组成：雾滴空间质量平衡收集装置、北斗卫星定位系统、多通道智能微气象测量系统和田间气象站等。雾滴空间质量平衡收集装置雾滴空间质量平衡收集装置布样示意图实物图北斗卫星定位系统：记录无人机飞行高度、飞行速度和轨迹；多通道智能微气象测量系统：采集植保无人机飞行状态下旋翼下旋气流风速；田间气象站：实时采集测试环境的风速、风向、温度、湿度等气象信息；荧光光谱仪：检测样品洗脱液荧光值。田间无线微气象传感器田间气象站荧光光谱仪测试方法田间试验现场试验场地布置示意图思考题1.