题目：喷头雾化性能三维动态测试系统设计
[摘 要]：雾化喷头性能三维动态测试系统设计就是围绕影响喷雾质量的各因素设计开发的。在当代，施药防治方法是当今植物保护的主要手段，提高雾化喷头系统对保护环境具有重要的意义。现在国内大部分列入植保机械产品支持推广目录的产品，于没有科学完整的适用性评价方法，造成巨大的经济损失。对于喷头雾化性能三维动态测试系统的测试，可以方便移动，操作容易，效率高，范围广，准确度高，误差小，能实现节约农药、减少农药飘移和保护农药使用者身心健康。
关键词：喷头；雾化性能；三维动态测试；控制系统
1、课题研究目的和意义
施药防治方法是当今植物保护的主要手段，提高施药器械雾化性能对于药液的充分利用以及环境保护有着重要的意义[1] 。喷头雾化在生活中具有广泛的用途，喷头雾化后的液滴粒径是影响农药有效沉积和无效飘移最主要的因素。国内大部分列入植保机械产品支持推广目录的产品，由于没有科学完整的适用性评价方法，造成产品适用性评价不充分，导致不少农户购置的植保机械使用条件不符、经济效益差、防治效果不理想、农残污染严重，造成了巨大的经济损失，甚至严重影响农业生产[2]。测量液滴粒径的方式有介入式和非介入式，介入式测量时采用水敏纸等进行采样分析，非介入式大多采用先进自动装置来测量液滴粒径，使用计算机和高速照明源如激光在几秒内对上万液滴进行分析，但是喷头到激光光束的测试距离对液滴粒径测量结果有着重要影响。国内的家用雾化器一般分为两种：一种是靠助推剂压力灌装使液体产生雾化，另一种则通过手动或电动提供压力产生雾化。因为喷头雾化性能三维动态测试系统设计结构简单、方便可移动、操作容易，效率高、测试范围广，结果准确可靠，误差小，适用于植保机械雾化喷头的主要综合性能进行测试，随着人们生活水平的提高，研究雾化喷头综合性能测试系统迫在眉睫，对于高效防治农林病虫害也非常有意义的，也是非常必要的。本设计提供一种利用门框式试验台架及集成的控制系统，可准确、快捷实现喷头在三维空间的匀速移动，喷头距离地面即垂直方向的高度和喷头距离激光光束即水平方向的长度都可调节，激光光束穿过液滴区，确保完整地测量整个喷雾羽流，从而使激光粒度仪能有效测试整个雾化区分布截面，观测到喷施液滴的一个动态雾化过程和三维液滴粒径谱分布[2] 。我们通过开展雾化喷头试验台综合性能测试系统的研究，能实现节约农药、减少农药飘移和保护农药使用者身心健康的目的，还可以促进植保机械绿色设计理论的发展和应用，为深层次研究农药使用技术奠定基础。因此，对于喷头雾化性能三维动态测试系统设计的研究具有非常重要的意义。
2、国内外研究现状
在国外，喷头性能测试起步很早，现在各大植保公司均有自己的喷头性能测试试验台，可方便快速的对原有产品和新设计的喷头性能检测。如美国的系统喷雾公司、丹麦公司、法国的公司等都配有高性能的喷头精密检测设备[3]。
国内常用的试验台多为科研、教学单位自制，且数量不多。农业部南京农机化研研究所80年代中期曾开发了一套植保机械喷头性能综合试验设备，其分流量传感器采用了担电容进行数据测量，单板机进行数据处理，数据采集精度低，处理速度慢，目前该设备已经淘汰。1996年，石子河大学的坎杂等人研制的一型喷雾机械综合实验台能对大田作业常用的喷雾机喷头多项性能指标进行综合测定[4]。
目前，雾化试验平台系统的研究主要是围绕对雾化系统的性能控制及对喷嘴雾化效能进行的，其相关技术指标主要有雾化压力、喷雾分布均匀性、喷雾角、雾滴直径等。多数人的研究主要集中在雾化喷嘴方面：进行喷嘴结构参数的设计和实验地研究；利用数值计算技术建立多种假说模型进行数值模化研究；对一些新型的雾化方法和喷嘴的深入研究，如气泡雾化方法和喷嘴的研究。国内的刘联胜对喷雾的稳定性进行了研究，对于相同结构尺寸的喷嘴，不同的液体流量不仅对出口后方液雾炬的形状具有很大的影响，同时对于液体颗粒的分布特性也具有很大的影响[5]。顾善建等研究了操作参数对雾化颗粒均匀度指数的影响，提高气液质量流量比可以改善雾化液滴的尺寸分布特性，使值增大；值对液体喷射压力的改变并不敏感。液体流量、压力等操作参数往往由雾化试验装置给出。对雾化喷嘴提供一个理想的雾化环境成为迫切需求。经相关科技文献查询表明，国内常用雾化试验台多为一些科研、教学单位自制，数量不多，功能单一，且加工制造不规范，图1为石河子大学的坎杂等人研制的PZS--4型喷雾机械综合试验台。
